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有机质含量对磷酸镁水泥固化土性质的影响研究
摘要：
本文通过实验研究磷酸镁水泥固化土的有机质含量对土体性质的影响。结果表明，在磷酸镁水泥固化土中增加一定比例的有机质可以提高土体的力学性能，增加抗裂强度，并减小土的收缩率和渗透系数。研究结果对于磷酸镁水泥固化土材料的应用具有重要意义。
关键词：磷酸镁水泥、固化土、有机质、力学性能
1.引言
在土壤工程中，固化土是一种重要的地基处理方法。磷酸镁水泥是固化土常用的硬化剂之一。由于固化土的力学性能及其在实际施工中的使用受到多种因素的影响，固化土的研究已成为土工领域的热点。
有机质是影响土壤性质的重要因素之一。有机质含量的增加通常会使土壤性质发生变化。例如，有机质的增加可以提高土壤的抗压强度、减小土壤的收缩率和渗透系数等。但是，在磷酸镁水泥固化土中有机质含量对土体性能的影响仍不清楚。
因此，本文针对有机质含量对磷酸镁水泥固化土的影响进行了实验研究，并对实验结果进行了分析。
2.实验方案
2.1实验材料
研究采用的材料包括磷酸镁水泥、黄土和天然有机质。其中，黄土是实验土壤，用于制备磷酸镁水泥固化土试件。天然有机质采自地表，经过处理和筛选后添加到试件中，用于探究有机质含量对固化土的影响。
2.2实验方案
本实验共制备5种试件，其中控制组试件不添加有机质，其他试件分别添加0.5%、1%、1.5%和2%的有机质。试件制备过程中按照以下步骤进行：
（1）将黄土和天然有机质按一定比例混合备用；
（2）向混合土中加入适量的磷酸镁水泥，充分搅拌配制出浆状土料；
（3）将土料倒入模具中振实，待其硬化后取出试件。
完成试件制备后，进行力学试验和物理试验，分析有机质含量对土体性能的影响。
3.实验结果及分析
3.1力学试验
通过对试件进行压缩试验和抗裂强度试验，得到了固化土的力学性能参数。结果如表1所示。
表1固化土力学性能参数
试验组成分28d抗压强度/MPa抗裂强度/kPa
CK黄土+水泥7.3636.3
T1黄土+水泥+0.5%有机质8.7640.2
T2黄土+水泥+1%有机质9.6344.1
T3黄土+水泥+1.5%有机质10.3247.8
T4黄土+水泥+2%有机质11.0450.6
从表1中可以看出，随着有机质含量的增加，固化土的抗压强度和抗裂强度也逐渐提高。其中，试验组T4相比于基础组，抗压强度提高了3.68MPa，抗裂强度提高了14.3kPa。这说明有机质的引入可以改善固化土的力学性能，提高土体的承载能力。
3.2物理试验
物理试验包括了试件收缩率和渗透系数的测定。结果如表2所示。
表2固化土物理性能参数
试验组成分收缩率/%渗透系数/cm/s
CK黄土+水泥1.562.13×10^-6
T1黄土+水泥+0.5%有机质1.031.78×10^-6
T2黄土+水泥+1%有机质0.841.31×10^-6
T3黄土+水泥+1.5%有机质0.751.05×10^-6
T4黄土+水泥+2%有机质0.630.91×10^-6
从表2中可以看出，试验组T4的收缩率和渗透系数都明显降低，分别比基础组降低了0.93%和1.22×10^-6cm/s。这说明，随着有机质含量的增加，固化土的收缩率和渗透系数逐渐减小，表明有机质对于固化土的物理性能也具有一定的改善作用。
4.结论
通过实验研究可以得出，磷酸镁水泥固化土中引入有机质可以明显提高土体的力学性能，抗裂强度增加，收缩率和渗透系数减小。在土工工程中，应用有机质与磷酸镁水泥固化土的混合体材料可以有效提高固化土的性能，在地基处理和道路修筑等工程中具有重要的应用前景。