张魁1，李红1，朱1,（钟凌2，赵成昆2，李/虎2
国网连云港供电公司，江苏连云港222000；
2@江苏海洋大学土木与港海工程学院，江苏连云港222005）
［9要］对原状海相软土进行固化处理，制备具有较高强度的固化土，可H提高软土地基承载性能"H2状海相软土为2料土、少量水泥为胶凝材料、磷尾［砂为强化材料制备固化土，通过无侧限抗压强度试验，研究组成材料对固化土强度的影响。试验结果表明，随着水泥掺量的增/，固化土强度增/；随着磷尾［砂掺量的增/，固化土强度增/，但其增加速率变缓；固化强度主要磷尾［砂的水泥水化物的胶凝作用。 ［关键词］原状软土；磷尾矿砂；强度；机理
［中图分类号］TU411.2［文献标志码］A［文章编号］1005-6270（2020）06-0088-02
Experimental Study on Natural Soft Soil Solidified by Industrial Solid Waste-phosphate
Tailings
ZHANG Kui1LI Hong1ZHU Li-wei1ZONG Zhong-ling2ZHAO Cheng-kun2LI Jia-hu2
(1.State Grid Lianyungang Power Supply Company,Lianyungang Jiangsu222000China;
2.School of Civil and Ocean Engineering,Jiangsu Ocean University,Lianyungang Jiangsu222005China)
Abstract:Through the solidification of natural soft soil to produce high strength soil,that can improve the bearing capacity.The solidified soil is made of natural soft soil solidified by cement and industrial solid waste-phosphate tailings.The influence of composition materials on the strength of solidified soil is studied by unconfined compressive strength test.With the increase of cement content,the strength of solidified soil increases.With the increase of phosphate tailings content,the strength of solidified soil increases,but the
increase rate becomes slow.The strength of solidified soil tailing sand and the cementing action of cement hydrate. Key words:natural soft soil；phosphate tailings；strength;
0引言
连云港地区海相淤泥质土具有高塑性、高含水量、高压
缩性、高孔隙比、低强度等特点。地基土的压缩量大，排水固
分度机构结缓慢，地基稳定性差，给工程建设带来很大难度〔1-（〕$因此
工程中需要对软基进行处理$固化技术是常用的处理方法
之一〔4〕，该技术是在原料土中掺加强化材料、胶凝材料进行
混合搅拌，强化材料在固化土中主要起骨用，胶凝
材料水化起粘结作用叫两者共同作用提高了软土的强
电加热棒度$
固化技术的关键是采用固化效率高、造价低的固化材料，常见的无机胶凝材料搭配工业固废无疑是一种物美价的固化料$对固固化性质的土进
行了深入的研究$Degirmenci［6）用生石灰固化磷石膏一粉煤
灰两种废弃物，行$Grubb等网将废弃玻璃与疏浚淤
泥进行混合，该淤泥固化土的工程性质$
基金项目：国网江苏省电力有限公司科技项目资助（J2018101）$mainly comes from the skeleton action of phosphorus mechanism
Malasavage等〔9〕对钢渣的资源化利用进行研究，并提出将钢淤泥混合进行固化，并研究该混合物的岩土特性$黄新等凹利用废石膏、水泥组成复合固化剂$等［11〕利用水泥作为胶凝材料、轻质建筑废料作为
质材料、磷尾矿砂作为强化材料对高含水量原状软土进行固化$
的综合利用率仅为7%左右，大量尾矿长期堆放在尾矿库，大量侵占土地，同时存在的可能性$资源化利用磷尾矿固化原软土，能够提高软基承载大量消耗磷尾矿砂，一定的经济效益，而且对于保护环境、具有重要的社会意义$本文以原状软土为原料土、少量水泥为胶凝材料、磷强化材料制备固化土，通过无侧限抗压强度试验%
［收稿日期）2020-07-17
［简介）89,：（1969-），国网连云港供电公司，畸员级高
工，主要方們电力工程地基基＜加固技术。
研究组成材料对固化土强度的影响。
1材料与方法
1.1 试验材 料
软土取自连云港市徐土于开发区，含水率约80%〜100%，
密度约1.37 ,/cm 3。连云港软土的矿物成分中粘土矿物主要 有伊利石、绿泥石、高岭石，碎屑矿物主要为石英、正长石、
度。当水泥含量等于4%时，试样抗压强度为34.7kPa ；当水泥 含 等于6%时，试样抗压强度为85.4 kPa ；当水泥含量等于
8%时，试样抗压强度为147.9 kPa 。强度均较低。
单掺 水泥 时 ， 水泥固化 较 高含水 的 原 状软土强度 较
低。说明对于较高含水量的原状软土，单掺水泥的固化效果
不佳。
方解石（贝壳碎屑）等。连云港软土的颗粒特征呈现双峰 的特征，即粘粒由粗%细2个部分组成#粗
颗粒部分的粒级
范围在 1 |xm~80 |xm o
磷尾矿采自连云港市锦屏磷矿的尾矿堆场，磷尾矿砂
废弃物呈浅黄，用手细搓类似于细砂或粉土，
结能
力很差或几乎没有结能力。连云港磷尾矿的颗粒特征
呈现单峰的特征#颗粒粒级范围平均粒径：199.9 !m ，中位 粒径：178.8 !m #
水泥采连云港水泥厂生产的“鲁碧”牌矿渣硅酸盐水
泥，强度等级32.5 MPa 。水采用自来水。
1.2试验方案
组分
， 磷尾矿 为
料 软土
的 ， 水泥 为 分 软
土%磷尾矿砂混合物总质量的0%、2%、4%、6%和8%。试验
方案见表1。
1.3试验方法
按照预先设计好的混合轻质土配合比称量各组分材 料 ，
软土 % 水泥 分 ， 。
后，加入磷尾矿砂，搅拌3 min ，使磷尾矿 个颗粒上均
。固化土分3层装入三瓣模具内，每层振
动约2 min ， ，直到装满为。然后
（温度20±2$，湿度>90%）中
，养
护24 h 后脱模， 至7 d 进行试验冏。
2结果与分析
覆盖膜对软土固化的目的是提高其承载力、减轻其沉降，因此
固化土的强度是重要指标，本文采用无侧限抗压强度作为
固化土固化效果的评判指，分析各组分掺量对强度的影
响规律。
2.1 单掺水泥
如图1所示，外掺、单掺水泥时，水泥掺量对固化原状软
土强度的影响试验曲线。当水泥含等于0%时，在该含水量
条件下，原状软土本身基本无强度。当水泥含 等于2%时，
试样很软，甚至在试样脱模后直接坍塌，基本无法体现强
表1
编号
20 r
x
0 4—1—―I I―———————————0123456789
水泥含量/%
图1不同碱渣含量条件下固化软土抗压强度与
双面针织机水泥含量关系曲线
2.2复掺水泥%磷尾矿砂
如图2所示，将磷尾矿砂作为内掺强化材料加入到原
状软土中，不同磷尾矿砂掺量条件下，水泥掺量对固化软土 强度的影响试验曲线。不同磷尾矿砂掺入量条件下，随着水
泥掺入量的不断增加，固化软土抗压强度也不断提高，且到
'%时提高最为明显#当尾矿砂掺入量为50%，水泥掺入量 '%时，固化软土的抗压强度达到了 1 400 <Pa 。需要注意的
是，当尾矿砂掺入量小于40%，水泥掺入量小于4%时，固
化软土抗压强度的提高并不明显，提高幅度较小#水泥掺入
模切机刀模量大于等于6%时，不同尾矿砂含 条件下的固化软土抗压
强度提高均较明显，最大幅度可达100% #
O 60尾矿砂io%淤混go% 鬲矿砂20%淤泥8琐 尾矿砂30%淤泥7酬 尾矿砂4曲淤泥溯
o o
o o
O
lo o ffl o
JO 斗
2
a g
& 11
1400
200o
............................................. 0 12 3
4 5 6 7 8 9
水混含量您
图2不同磷尾矿砂含量条件下固化软土抗压强度与
水泥含量关系曲线
试验方案
掺料
pvc电线槽
水泥
6
1100% 软土0%、2%、4%、6%、8%210%磷尾矿砂+90%软土0%、2%、4%、6%、8%3
20%磷尾矿砂+80%软土0%、2%、4%、6%、8%430%磷尾矿砂+70%软土
0%、2%、4%、6%、8%5
40%磷尾矿砂+60%软土0%、2%、4%、6%、8%50%磷尾矿砂+50%软土
0%、2%、4%、6%、8%
（下转第110页
）
适用于对凝结硬化效率要求高的场合，可在无压或低压裂隙水、围岩渗水等状况下，实现可靠的水堵漏加固效果％，应因地制宜，根据渗水状况，制
程，混凝土配合，改善其凝化进程，以实现对水状况的及时处理，保障隧道等地下工程的质量与安全风险可控％
参考文献
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(上接第89页)
3强度机理分析
工业固废一磷尾矿砂作为强化材料，水泥作为胶凝材料，对较高含水量的原状软土进行固化，其固化强度主要来源于磷尾矿砂的骨架作用和水泥水化物的胶凝作用％
3.1磷尾矿砂的骨架作用
连云港软土泥与磷尾矿砂都属于颗粒极小岩土，软土粗颗粒部分的粒级范围仅在1!*0而磷尾矿砂平均粒径大约为199将软土与磷尾矿砂充分混合有效补充了软土的粒径范围％掺入水泥后，水泥与软土所含水分发生水化反应，并将磷尾矿砂充分围，形成有效颗粒骨架$提高软土固化强度％根据数据分，随着磷尾矿砂掺入量的增加，固化软土的抗压强度仍有较大的提升空间%
3.2水泥水化物的胶凝作用
矿渣硅酸盐水泥主要由硅酸三钙(C%S)、硅酸二钙(C2S)、铝酸三钙(C%A)和铁铝酸四钙(C.AF)组成％当用水泥作为软土固化，水泥颗粒与软土的水发生反应，生成水化硅酸钙(C-S-H)和水化铝酸钙(C-A-H)等水化物，实际上水化硅酸分并不确定，用C-S-H水化硅酸钙，矿渣硅酸盐水泥水化生成的Ca(OH)2和水化硅酸于水，从而导致矿渣硅酸水泥颗粒表面始终处于暴露状态，水化反应继续进行％Ca(OH)2呈现六角板状$C-S-H状，改变软土原有的颗粒聚集状态，Ca(OH)2和C-S-H在软土固化土中形成骨架结构，从而提高软土的强度％
4结论
(1)对于含水量较高的原状软土，采用水泥与工业固废-磷尾矿砂对其进行固化，效果较佳%
(2)原状软土固化强度的为水泥量和磷尾矿砂量％随着水泥掺量的增加，固化土强度增加；随着磷尾矿砂掺量的增加，固化土强度，但其%
(3)工业固废一磷尾矿砂作为强化材料，水泥作为胶凝材料，对较高含水量的原状软土进行固化，其固化强度主要来源于磷尾矿砂的骨架作用和水泥水化物的胶凝作用%
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