[发明专利]一种大孔隙结构性土及其制样方法

说明书

一种大孔隙结构性土，该结构性土包括以下组分：土料：40‑70重量份；高岭土：10‑30重量份；水泥：1‑10重量份；尿素：10‑40重量份。本发明提出一种简易可行、有效的人工制备结构性土的方案，可以解决现场取土造成对土样结构的扰动的问题，更好的控制试样的均一性、快速的制备大孔隙结构性土。本发明通过在原料土中加入早强水泥形成化学胶结作用以及加入不同质量百分比的尿素颗粒水化后形成的大孔隙来模拟天然结构性土。

技术领域

本发明涉及岩土工程研究方法，具体涉及一种模拟天然原状土粘结及大孔隙特性的人工结构性土及其制样方法，属于土木工程领域。

背景技术

天然状态下的粘土都具有一定的结构性，土的结构性影响建筑物的基础的稳定性，结构性土在受破坏后，呈脆性破坏，地基在没有预兆下发生破坏，由于取土、运输的过程，对土体产生了很大的扰动，从而影响人们对天然土结构的深入研究，因此找到一种有效的人工制备结构性土方法尤为重要。

一些学者试图人工制备出与天然土性状相同的试样，进行分析研究。有研究者通过在砂土中放入水泥制备结构性砂土。也有研究者通过粉土与Ca(OH)₂混合击实成样，再通二氧化碳气体，从而模拟土颗粒之间CaCO₃胶结作用。这些方法都不能很好考虑到结构性土大孔隙的特性。也有研究学者采用一定配比的粘土、高岭土、水泥和盐粒的混合料制备结构性土，但由于盐粒水中溶解度较小，在水中养护时间较长，而尿素的溶解度在30度温度下是盐粒溶解度的三到四倍，且尿素溶解度随温度升高而升高，因此相同条件下用尿素会缩短养护时间，提高制样效率。如果制备大孔隙结构性土，则需要加入大量的盐粒或者尿素，由于盐粒溶解度小，在一定时间内试样内的水不能溶尽所有盐粒，会造成制得的结构性土样均一性不好，不能得到大孔隙的结构性土样。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种简易可行、有效的人工制备结构性土的方案，可以解决现场取土造成对土样结构的扰动的问题，更好的控制试样的均一性、快速的制备大孔隙结构性土。

本发明通过在原料土中加入早强水泥形成化学胶结作用以及加入不同质量百分比的尿素颗粒水化后形成的大孔隙来模拟天然结构性土。

根据本发明的第一种实施方案，提出一种大孔隙结构性土。

一种大孔隙结构性土，该结构性土包括以下组分：

土料：40-70重量份，优选为45-65重量份，更优选为50-60重量份，例如55重量份；

高岭土：10-30重量份，优选为12-28重量份，更优选为15-25重量份，例如20重量份；

水泥：1-10重量份，优选为3-7重量份，更优选为4-6重量份，例如5重量份；

尿素：10-40重量份，优选为15-35重量份，更优选为20-30重量份，例如20重量份。

在本发明中，所述土料为湖底淤泥质土。

在本发明中，所述水泥为早强水泥，优选为425R水泥。

在本发明中，所述土料的粒径为0.1-1mm，优选为0.2-0.8mm，更优选为0.3-0.5mm。

在本发明中，所述高岭土的粒径为0.1-1mm，优选为0.2-0.8mm，更优选为0.3-0.5mm。

在本发明中，所述水泥的粒径为0.1-1mm，优选为0.2-0.8mm，更优选为0.3-0.5mm。

在本发明中，所述尿素的粒径为0.5-5mm，优选为1-3mm，更优选为1.2-2mm。

根据本发明提供的第二种实施方案，提供一种大孔隙结构性土的制样方法。

一种大孔隙结构性土的制样方法，该方法包括以下步骤：