基于片状模板定向诱导非连续矿化片层网络结构的盐渍土盐胀冻胀抑制方法

本申请属于岩土工程，具体涉及一种基于片状模板定向诱导非连续矿化片层网络结构的盐渍土盐胀冻胀抑制方法。

背景技术：

1、盐渍土中富含氯盐、硫酸盐和碳酸盐等可溶性盐类。在干湿循环、温度变化、冻融作用及蒸发等环境因素的驱动下，孔隙水携带盐分在土体中迁移并在局部区域富集。当温度降低时，孔隙水冻结、盐晶析出以及部分盐类发生相变，冰晶生长与盐结晶所产生的膨胀效应共同导致土体体积膨胀，进而引发盐胀、冻胀、起鼓、开裂、强度衰减及路基不均匀变形等一系列工程病害。

2、目前，仿生矿化加固技术已在岩土工程领域得到应用，其原理多利用碳酸钙沉淀提高土颗粒间的胶结强度。然而，对于盐渍土而言，单纯提高土体强度并不能有效解决水盐迁移、冻结锋面处水分补给、盐分富集及盐晶膨胀压力释放等问题。具体而言，现有仿生矿化加固技术主要存在以下不足：（1）普通仿生矿化主要关注强度提升，矿化产物多呈随机分布状态，难以针对盐渍土内部竖向毛细水盐迁移进行方向性调控。（2）部分仿生矿化技术通过形成连续致密的矿化阻隔层抑制盐分上升，但该方式容易在界面附近造成积水和局部盐分滞留，同时引发冻融应力集中，在长期服役过程中仍可能出现开裂和局部破坏。（3）氯化钙与碳酸钠直接反应的速率较快，容易在注入端或局部孔隙内提前沉淀，造成表层孔隙堵塞、深部矿化不足及矿化产物分布不均匀。（4）氯化钙与碳酸钠反应会生成氯化钠等可溶性副产物盐；同时，在采用氢氧化钠调节ph的矿化体系中也会引入一定量的钠盐。若未进行有效处理，上述可溶盐可能在加固区域内累积，从而影响处理区域的长期抗盐胀和抗冻胀效果。

3、有鉴于此，有必要开发一种能够对盐渍土内部水盐迁移进行方向性调控，并兼顾排盐功能的盐胀冻胀抑制方法。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本申请提供了一种基于片状模板定向诱导非连续矿化片层网络结构的盐渍土盐胀冻胀抑制方法，以期至少部分地解决上述技术问题，由此本申请提供的具体技术方案如下。

2、本申请提供的一种基于片状模板定向诱导非连续矿化片层网络结构的盐渍土盐胀冻胀抑制方法包括以下步骤。

3、步骤1：配制用于在待处理盐渍土中诱发仿生矿化反应的矿化液，包括络合钙源溶液和碳源溶液。

4、步骤2：将片状模板加入待处理盐渍土中，经拌合、逐层摊铺和逐层压实，使片状模板均匀分散于待处理盐渍土内部并在待处理盐渍土中形成水平或低倾角的定向排列。

5、步骤3：在逐层压实过程中，向每一层待处理盐渍土中注入部分络合钙源溶液和碳源溶液进行预矿化处理，在全部层压实并预矿化处理完成后，再向待处理盐渍土中依次循环注入剩余络合钙源溶液和碳源溶液进行整体补充矿化处理，使络合钙源溶液中的络合钙源与碳源溶液中的碳酸根发生矿化反应，生成碳酸钙矿化产物，其中碳酸钙矿化产物沿片状模板的表面及边缘生长，并在相邻的片状模板之间形成非连续的片层状连接，从而在待处理盐渍土内部构成非连续矿化片层网络结构。

6、步骤4：对矿化后的待处理盐渍土进行单向渗流置换，排出可溶盐。

7、步骤5：单向渗流置换完成后进行养护。

8、在本申请实施例中，通过片状模板在盐渍土内部形成水平或低倾角的定向排列，诱导碳酸钙矿化产物沿片状模板表面及边缘优先生长并在相邻片状模板之间形成非连续的片层状连接，从而在土体内部构建出非连续矿化片层网络结构，该网络结构能够在削弱竖向毛细水盐迁移的同时保留渗流通道，避免了连续致密阻隔层易引发的界面积水、盐分滞留及冻融应力集中问题。同时，通过逐层预矿化处理，使片状模板界面形成初始碳酸钙晶核并保持层面可压实性，有利于层间颗粒嵌合；在全部层压实并预矿化处理完成后，再进行整体补充矿化处理，有效减缓了矿化反应速率，使矿化产物得以沿片状模板界面均匀分布，避免了表层过早堵塞和深部矿化不足。进一步地，通过矿化完成后的单向渗流置换步骤，将土体中可溶盐排出，避免了可溶盐在加固区域内的累积，从而综合实现了对盐渍土盐胀和冻胀的长期有效抑制，并提高了土体的冻融稳定性。

1.一种基于片状模板定向诱导非连续矿化片层网络结构的盐渍土盐胀冻胀抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的盐渍土盐胀冻胀抑制方法，其特征在于，所述片状模板为白云母；

3.根据权利要求1所述的盐渍土盐胀冻胀抑制方法，其特征在于，将片状模板加入所述待处理盐渍土之前，还包括：取部分所述络合钙源溶液对清洗并干燥后的片状模板进行预浸处理，使所述络合钙源溶液中的络合钙源吸附于所述片状模板的表面。

4.根据权利要求3所述的盐渍土盐胀冻胀抑制方法，其特征在于，所述预浸处理的时间为1.5-2h。

5.根据权利要求1所述的盐渍土盐胀冻胀抑制方法，其特征在于，所述络合钙源溶液为包括氯化钙和天冬氨酸的络合胶结液；

6.根据权利要求1所述的盐渍土盐胀冻胀抑制方法，其特征在于，所述碳源溶液为碳酸钠胶结液；

7.根据权利要求1所述的盐渍土盐胀冻胀抑制方法，其特征在于，所述循环的次数为5-20次；

8.根据权利要求1所述的盐渍土盐胀冻胀抑制方法，其特征在于，在配制所述络合钙源溶液和所述碳源溶液之前，还包括：

9.根据权利要求1所述的盐渍土盐胀冻胀抑制方法，其特征在于，采用低盐水对矿化后的所述待处理盐渍土进行单向渗流置换；

10.根据权利要求1所述的盐渍土盐胀冻胀抑制方法，其特征在于，所述将片状模板加入所述待处理盐渍土中包括：将片状模板与部分所述待处理盐渍土预先混合，形成预混料后，再将所述预混料加入剩余所述待处理盐渍土中。