复合固结土应用价值

采用复合固结土可以替代大量的石灰、水泥、粉煤灰、碎石、砾石等传统筑路材料，节省资源、能源，节约土地，保护植被，大幅度减少二氧化碳等温室气体的排放量，有利于生态环境保护，经济、环境效益特别明显，是公路工程可持续发展的创新型交通技术之一。由于它比传统的水泥、石灰等土壤固化材料具有更好的性能和经济、环境效益。还能解决水泥、石灰、粉煤灰等胶凝材料在土壤加固时难以解决的一些特殊问题，具有独特的土壤固化效果和广泛的实用性，已经被广泛应用于公路的基层及底基层、水利护坡等工程建设当中。被美国《工程新闻》称为20世纪最伟大的发明之一。日本称之为21世纪的新型材料。复合固结土路面基层技术研究始于1998年，2003年被列为国家交通运输部的科研项目，并于2005年通过国家交通运输部的课题鉴定。并于2007年被交通运输部科教司收录在《2005〜2006年交通科技成果选编》中。2008年，该技术成果以88.4的高分顺利通过了由交通运输部组织的西部交通建设科技项目成果后评估，具有良好的应用基础和推广前景，并被交通运输部列入《2008年度交通科学技术项目补充执行计划》，是国家交通运输部“十一五”推广的重点交通科技项目。

1. 各等级道路的基层及底基层的修筑。

2. 场地平整及固化。如停车场、堆货场、运动场等。

3. 土壤固化剂免烧砖。

4. 水利工程中的堤坝填筑固化。

5. 免做面层的原生态道路。适用于绿色生态园区、景区、农林牧区、高尔夫球场区等一切需要原生态路面的场所。

6.土壤固化剂墙体。这种墙体有温差小，散热慢，不怕水汽浸泡等特点，适用于各种大棚中墙体的修筑。

这种材料凝聚结构和结晶缩合结构的形成有赖于物理力学过程、化学过程和物理化学过程的充分发生。采用少量土壤固化剂和适量胶结材料在外力作用下经复合固结而形成的板体，用做路面基层或建筑地基的加固。对于需加固的土壤，根据土壤的物理和化学性质，只需掺入一定量的固化剂，经拌匀、压实处理，即可达到需要的性能指标。其特点是路用技术指标优良、工程造价低、施工方便、缩短工期，尤其是有利于生态环境保护。其无侧限抗压强度、抗弯拉强度、抗压回弹模量、水稳定性、抗冰冻性等主要技术指标达到或超过传统路面基层材料。

该技术具有力学指标高，路用性能好，工程造价低，节省公路建设投资和节能、环保等显著特点，受到公路行业的广泛关注，现已在十几个省（区、市）推广应用，应用前景广阔。2100433B

固结是指松软土壤在外力作用下发生压缩、去水而逐渐密实的过程。当有压力施加在土体时，土粒会更加紧密的压在一起，使土体孔隙中水分逐渐排出、体积变小、密度增大。土壤的固结现象在基础工程中意义重大，是地基沉降的主要因素。土壤的固结度是研究地基沉降量与时间关系的主要依据。

正常固结土超固结土

超固结土是先期固结压力大于现有自重压力的土(Pc>Po)。说明土在历史上曾受过比现有自重压力大的固结压力。超固结土具有以下特性：

压缩变形特性

对于超固结土，外加荷载小于其先期固结压力时，土层的压缩很微小，外加荷载一旦超过先期固结压力，土的变形将显著增大。

含水量较低

由于受前期固结压力的影响，超固结软土的孔隙性较小，故含水量一般低于软土的含水量。

透水性差

由于受前期固结压力的影响，超固结软土的透水性一般较差。

蠕变

土的蠕变特性是土体变形时效特性最典型反应之一，从宏观上描述的软土蠕变现象与其他材料有许多相似之处之外，不同之处在于蠕变变形收固结特性的影响，因此，分析超固结软土蠕变变形时必须考虑土体的渗透性和孔隙水压力的消散。在长期恒定应力作用下，软土将产生缓慢的剪切变形，并导致抗剪强度的衰减；在固结沉降完成之后，软土还可能继续产生可观的次固结沉降 。

正常固结土欠固结土

由于人类的工程活动或自然地质条件的变迁，导致在现存的自重压力作用下未完成固结过程以致仍在继续缓慢地进行着排水固结的土体(层)。其判别标志是现存的自重压力大于其先期固结压力或者超固结比OCR<1。特点：土粒在重力作用下未固结，在沉积压密过程中产生盐类析出或胶结作用，形成“结构强度”，土体压缩曲线变缓。土层形成的此类土一旦“结构强度”遭到破坏，则会产生进一步固结压密，直至形成正常固结状态。如湿陷性黄土受雨水浸泡后产生大量变形。

按照前期固结压力与现有压力相对比的状况，可将土（主要为粘性土和粉土）分为正常固结土、超固结土（超压密土）和欠固结土三类。正常固结土层在历史上所经受的先期固结压力等于现有现有覆盖土重。在研究沉积土层的应力历史时，通常把土层历史上所经受过的先期固结压力p_c与现有覆盖土重p₁进行对比，两者的比值定义为超固结比（OCR）。正常固结土、超固结土和欠固结土的超固结比分别为OCR=1、OCR>1和OCR<1。

当考虑土的应力历史进行沉降计算时，应进行高压固结试验，确定先期固结压力、压缩指数等。确定先期固结压力最常用的方法是

卡萨格兰德经验作图法，步骤如下：

1从e-logp曲线上找出曲率半径最小的一点A，过A点作水平线A1和切线A2；

2作∠1A2的平分线A3，与e-logp曲线中直线段的延长线相交于B点；

3B点所对应的有效应力就是先期固结压力。

由于非超载因素和气候干燥产生的水分蒸发和土体干缩，特别是土体次固结过程的作用所形成的先期固结压力。先期固结压力是指天然土层在其历史中所受过的最大有效应力。先期固结土是区分土为正常固结土、超固结土和欠固结土的关键指标。