基于扫描电镜和核磁共振技术的分散性土改良微观结构性变化研究

摘要：

分散性土是一种在低含盐量水中易分散解体的特殊性黏土,这一特性导致了许多水利与岩土工程的失稳与破坏,分散性黏土在中国东北地区分布广泛.为了改良分散性黏土抗冲蚀能力,探索分散性土孔隙结构演化特征,分析木质素改良分散性土作用机理,以黑龙江省南部引嫩工程分散土为研究对象,通过分散性鉴别试验、扫描电镜(SEM)试验与核磁共振(NMR)试验对不同木质素掺量(0％～10％)的分散性、元素组成与微观结构进行测试与观察.试验结果表明:①木质素可有效改良分散土分散性,木质素掺量≥3％且养护龄期≥7 d即可有效加强土体抗冲蚀能力.②SEM图像分析与NMR试验具有较好的一致性,随着木质素掺量增加,土体中微小孔隙逐渐发育成大孔径孔隙,孔隙率呈先减小后增大的趋势,在冻融循环作用下,土体中大孔径孔隙呈增加趋势,对木质素掺量≤5％的改性土影响更为显著.③木质素中的Ca2+与土体中Na+发生离子交换反应,可吸附在土体表面并形成一层疏水层,提高土体的抗冲蚀能力,但木质素掺量过多,其自带的磺酸基相互吸附,导致土体黏度增加,难以压实,形成大孔缺陷.结果表明,适量的木质素可对分散土产生良好的改性效果,填充土体孔隙,提高土体的抗冲蚀能力,可为分散土孔隙结构与实际工程性能提供理论参考.

关键词：分散性土、微观结构、核磁共振、木质素、改性机制

所属期刊栏目：45

分类号：TU43(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金41771070

在线出版日期：2023-07-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1123-1132