[发明专利]利用改性海相泥浆形成泥皮阻隔海水离子侵蚀桥梁桩基的测试方法

权利要求书

1.一种利用改性海相泥浆形成泥皮阻隔海水离子侵蚀桥梁桩基的测试方法，包括：用于装载试验土层和泥浆的模型箱，模型箱中布设有多个离子浓度测点，离子浓度测点处布设离子浓度计的电极，模型箱的箱底设有排水孔，排水孔下连接有排水管，排水管末端与量筒相连，排水管上设有阀门；测试步骤如下：

S1：配制试验用土，填筑试验土层；

取现场海域段滩涂区土层测得其初始含水率和离子浓度，根据所需离子浓度采用相应海水，将土体浸泡于其中至饱和；关闭排水管的阀门，以每层10±2cm的厚度分层填筑于模型箱中，形成试验土层；

S2：配制改性护壁泥浆，采用PHP海相环保泥浆配制；

S3：挖孔形成护壁；

定位桩孔，然后选用与桩孔直径相同的取土器取土挖孔，同时灌入护壁泥浆至指定高度；

S4：在离子浓度测点处安装离子浓度计的工作电极和参比电极；

在水平方向上将离子浓度测点均匀地环形布置于桩侧，同时根据土层的层数和厚度布置纵向的离子浓度测点；在离子浓度测点处安装离子浓度计的工作电极和参比电极；离子浓度计设置连续测量模式进行零点电位校正，测量试验土层中的初始离子浓度，并连续记录后续试验过程中离子浓度的变化；

S5：灌浆形成泥皮；

灌注混凝土过程中，泥浆中的细小颗粒在桩土界面形成泥皮，打开排水管的阀门，细颗粒以及清水渗入试验土层，经排水管流入量筒；

S6：离子迁移试验准备；

S61：混凝土凝结一定时间后，离子浓度计测量试验土层中的离子浓度；

S62：关闭排水管的阀门，打开密封盖，将直流电源阳极放置于桩顶泥浆中，直流电源阴极插入试验土层并置于桩侧，并分别连接直流电源的正负极，准备进行离子迁移试验；

S7：非稳态离子迁移试验；

打开直流电源，进行非稳态离子迁移试验，测试泥皮的离子阻隔效应；

S8：分析试验数据得出结论；

S81：试验结束后将混凝土灌注桩取出后在各纵向离子浓度测点深度沿轴向劈开，并测定试样中各离子的渗透深度，并测量试验土层中各离子的浓度，最后按公式计算非稳态迁移系数；

；

其中，；

式中：

为非稳态迁移系数，单位为m²/s；

为气体常数，R=8.314 J/K·mol；

为阳极电解液的初始温度与最终温度的平均值，单位为K；

为渗透深度的平均值，单位为m；

为离子价绝对值；

为法拉第常数，F=9.648×10⁴J/V·mol；

为试验持续时间，单位为s；

为所施加的电压绝对值，单位为V；

为试样厚度，单位为mm；

为误差函数的导数；

为氯离子颜色改变的浓度，混凝土中；

为阴极电解液中氯离子浓度，；

S82：在泥浆中加入离子阻隔剂或在泥浆护壁形成后使用喷涂材料，与未加入任何离子阻隔添加剂的泥浆且没有对泥皮表面采取任何措施的对照组灌注桩对比，若某一试验组最终计算得到的非稳态迁移系数相比于对照组有明显降低，则此组试验泥皮的离子阻隔有效。

2.根据权利要求1所述的利用改性海相泥浆形成泥皮阻隔海水离子侵蚀桥梁桩基的测试装置及其测试方法，其特征在于：所述S1中的海域段滩涂区土层包括淤泥质土、黏质粉土、粉质黏土。

3.根据权利要求1所述的利用改性海相泥浆形成泥皮阻隔海水离子侵蚀桥梁桩基的测试装置及其测试方法，其特征在于：所述S4中的在水平方向上将离子浓度测点均匀地环形布置于桩侧的距离均为d，d的取值范围为桩孔直径的0.5倍-1.5倍。

4.根据权利要求1所述的利用改性海相泥浆形成泥皮阻隔海水离子侵蚀桥梁桩基的测试装置及其测试方法，其特征在于：所述S4中的离子浓度测点的纵向间距h小于土层分层厚度的0.5倍。

5.根据权利要求1所述的利用改性海相泥浆形成泥皮阻隔海水离子侵蚀桥梁桩基的测试装置及其测试方法，其特征在于：所述S5中的量筒测量清水的体积，计算泥浆的沁水率。