一种软弱土加固处理的方法技术

本发明专利技术公开了一种软弱土加固处理的方法，主要是在软弱土中注入氧化石墨烯、还原氧化石墨烯或石墨烯，进一步加快土体中水的排出，增加软弱土的强度，进而实现对软弱土的加固，同时可以提高固结后软弱土的抗渗能力；氧化石墨烯、还原氧化石墨烯或石墨烯的厚度为0.35‑4.0nm，单片氧化石墨烯、还原氧化石墨烯或石墨烯的长度为5.0‑30um；所述软弱土包括淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土及其他高压缩性土。

Method for reinforcing and treating weak soil

The invention discloses a method of reinforcement of soft soil, mainly into the graphene oxide, in the soft soil in the reduction of graphene oxide and graphene, further accelerate the discharge of soil water, increase the strength of soft soil, so as to realize the reinforcement of soft soil, and can improve the consolidation of soft soil impermeability; graphene oxide and graphene or graphene thickness of 0.35 4.0nm, monolithic graphene oxide and graphene or graphene length is 5 30um; the soft soil including silt, silty soil, alluvial soil, miscellaneous and other high compressive soil.

【技术实现步骤摘要】
一种软弱土加固处理的方法
本专利技术涉及软弱土加固处理
，具体是一种软弱土加固处理的方法。
技术介绍
在我国沿海、沿江的广大区域里，普遍分布着淤泥质软黏土。淤泥质软黏土有高含水率、低强度、高压缩性、低渗透性等诸多缺点，这些不良特性给工程施工带来了很多困难。高压缩性会引起地基发生较大的整体沉降或不均匀沉降；低渗透性会导致土体排水固结会持续很长时间，影响工程施工和建筑物的使用；低强度导致地基承载力不足和稳定性差，通常该类土体不能满足工程的要求。为了改善淤泥质软黏土的这些不良特性，在工程施工中采用了多种方法对其进行处理，如强夯法、真空预压法、堆载预压法等。由于淤泥质软黏土具有低渗透性，常规排水固结方法处理该类土体时会持续很长时间，而且土体加固效果有时也并不理想。随着我国工程建设的快速发展，对土地需求的日益迫切，一种新的软弱土处理方法—电渗排水固结法在工程中逐渐得到应用，尤其是在淤泥质软黏土地基处理中的应用中也越来越广泛，而且取得了较好的效果。但是，在通电过程中随着土中水分的排出，裂缝逐渐形成发展，电渗前期，形成的细微裂缝可以充当排水通道，有助于阴极水分的及时排出，提高电渗排水效率；而到了电渗后期，裂缝在深度和宽度方向逐渐发展，部分裂缝甚至能够贯穿整块土体，阻断阴阳极间的通路，降低电渗的排水效果。前文电渗试验已经表明，利用电场力的驱动作用将带电纳米颗粒引入土体中，可以显著缓解阴极土体裂缝开展情况，填充土颗粒间的空隙，提高土体密实度，从而提高其抗剪强度。但由于纳米颗粒是零维纳米材料，尺寸较小，即使形成团聚体，其尺寸也无法和土颗粒间的孔隙相比，而只能填充比较微小的孔隙，无法大范围缓解土体开裂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种软弱土加固处理的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种软弱土加固处理的方法，在软弱土中注入氧化石墨烯或还原氧化石墨烯或石墨烯，进一步加快土体中水的排出，增加软弱土的强度，进而实现对软弱土的加固，同时可以提高固结后软弱土的抗渗能力。作为本专利技术进一步的方案：所述氧化石墨烯、还原氧化石墨烯和石墨烯的厚度均为0.35-4.0nm，单片氧化石墨烯、单片还原氧化石墨烯和单片石墨烯的长度均为5.0-30um。作为本专利技术进一步的方案：所述软弱土是淤泥或淤泥质土或冲填土或杂填土。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过软弱土中注入氧化石墨烯、还原氧化石墨烯或石墨烯，对软弱土进行处理，对比分析原状土和不同氧化石墨烯、还原氧化石墨烯或石墨烯浓度下液塑限、压缩性、电动电势、抗剪强度、抗压强度、微观结构等方面的变化，评估氧化石墨烯、还原氧化石墨烯或石墨烯对土体的加固效果，推动纳米材料在地基加固领域的应用，为工程实践提供有益的指导。附图说明图1为软弱土加固处理的方法中的氧化石墨烯AFM图。图2为软弱土加固处理的方法中的氧化石墨烯SEM图。图3为软弱土加固处理的方法中的各试验组液塑限随氧化石墨烯浓度变化图。图4为软弱土加固处理的方法中的固结实验中压缩试样示意图。图5为软弱土加固处理的方法中的孔隙比与固结压力之间的对数关系曲线图。图6为软弱土加固处理的方法中的压缩系数a1-2曲线图。图7为软弱土加固处理的方法中的各试验组电动电势变化曲线图。图8为软弱土加固处理的方法中的轴向应力差与固结压力之间的对数关系曲线图。图9为软弱土加固处理的方法中的各试验组粘聚力变化曲线图。图10为软弱土加固处理的方法中的氧化石墨烯加固土体机理简图。图11为软弱土加固处理的方法中的原状土实验组的微观结构图。图12为软弱土加固处理的方法中的氧化石墨烯浓度为0.2mg/ml的试验组的微观结构图。图13为软弱土加固处理的方法中的氧化石墨烯浓度为0.4mg/ml的试验组的微观结构图。图14为软弱土加固处理的方法中的氧化石墨烯浓度为0.6mg/ml的试验组的微观结构图。图15为软弱土加固处理的方法中的氧化石墨烯浓度为0.8mg/ml的试验组的微观结构图。图16为软弱土加固处理的方法中的氧化石墨烯浓度为1.0mg/ml的试验组的微观结构图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。请参阅图1-16，一种软弱土加固处理的方法，是在软弱土中注入氧化石墨烯、还原氧化石墨烯或石墨烯，进一步加快土体中水的排出，增加软弱土的强度，进而实现对软弱土的加固，同时可以提高固结后软弱土的抗渗能力。氧化石墨烯、还原氧化石墨烯或石墨烯的厚度为0.35-4.0nm，单片氧化石墨烯、还原氧化石墨烯或石墨烯的长度为5.0-30um。所述软弱土包括淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土及其他高压缩性土。本专利技术能够用于淤泥的加固。本专利技术能够用于淤泥质土的加固。本专利技术能够用于冲填土的加固。本专利技术能够用于杂填土及其他高压缩性土的加固。本专利技术能够提高固结后软弱土的抗渗能力。以下结合具体实施实例对本专利技术的内容进行详细的说明：实施例1氧化石墨烯独特的单原子结构和丰富的活性官能团，使其在物理化学性质方面有别于传统的纳米材料，从而在储能、传感器、催化等领域具有广阔的应用前景，但氧化石墨烯在工程方面的应用却鲜有报道。为了探索氧化石墨烯在地基加固领域的应用，本次试验将不同浓度的氧化石墨烯分别拌入等量土体中，从多个方面分析其在土中作用。1试验土样的选择由于天然土的成分过于复杂，且均匀程度差，对试验结果的准确性影响较大，因此本次试验采用的是性质相对单一的耐火土，购自上海公司，其主要的物质成分和力学性能指标如下表1和表2所示。表1土样力学性能指标表2土样物质成分组成2氧化石墨烯的制备由于不同方法制备出的氧化石墨烯结构不同，性能也不相同，为了使本次试验更具有代表性，采用现在比较常用的Hummer法来制备氧化石墨烯，主要步骤如下：1)用天平分别称量100g鳞片状石墨(325目)，50g过硫酸钾，50g五氧化二磷准备待用。2)依次将过硫酸钾和五氧化二磷加入到150ml的浓硫酸中(浓度98％)待完全溶解后，缓慢加入石墨粉，边加边用玻璃棒进行搅拌，期间由于氧化基团的插入，石墨片层间距增大，体积会发生剧烈膨胀。3)待搅拌均匀，体积膨胀稳定后，将混合物密封，放到保温隔热箱中6h，让石墨充分氧化。4)将混合物用去离子水溶解，用真空抽滤泵进行清洗，直至显示中性为止。5)将抽滤完成的石墨转移到玻璃培养皿中，在烘干箱内干燥过夜，温度控制在50℃左右。6)在玻璃反应釜内加入2300ml的浓硫酸，然后加入烘干后的石墨，待搅拌均匀后，称量300g的高锰酸钾，逐勺的加入反应釜中，添加过程中严格控制反应釜内的温度不要超过20℃，此时反应釜内的混合物质显示墨绿色。7)高锰酸钾完全加入后，将反应釜内的温度提高到35℃左右，并保持2h。8)用玻璃滴管往反应釜内逐滴滴加4600ml的去离子水，此时反应釜内会放出大量的热，用水浴循环锅控制反应釜内的温度。9)待去离子水完全加入后，等待20min，此时反应釜中的颜色逐渐变为浅黄色，将混合溶液取出。10)用量筒量取250ml的H2O2(30％)溶液，加入到14000ml的去离子水中，用玻璃棒搅拌均匀待用。11)将稀释过的双氧水溶液加入到混合溶液中并搅拌均匀。保鲜膜密封过夜。12)将混合溶液用离心机进行分离清洗(5min，200本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软弱土加固处理的方法，其特征在于，在软弱土中注入氧化石墨烯或还原氧化石墨烯或石墨烯。

【技术特征摘要】
1.一种软弱土加固处理的方法，其特征在于，在软弱土中注入氧化石墨烯或还原氧化石墨烯或石墨烯。2.根据权利要求1所述的软弱土加固处理的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯、还原氧化石墨烯和石墨烯的厚度均为...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚静，石鲜明，张荣堂，钟晶，吴建林，刘肖凡，徐书平，李建芬，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42