污染环境下复合地基工程性质劣化试验及理论研究

复合地基是由竖向增强体(即桩)和地基土共同承担荷载的人工地基。由于其充分利用地基土和桩共同作用的特有优势和相对低廉的工程造价得到广泛应用，但是由于废水的排放、渗漏和固体废弃物的堆放，使得在化工厂、污水处理厂以及一些选矿厂的厂房和周围地区的地基或者土壤中会含有不同浓度的酸、碱或者盐，形成污染使复合地基的工程性能劣化，影响结构的安全性和耐久性。本项目拟通过水泥土和低强度混凝土两种材料和土体在不同酸、盐污染环境下的室内模拟试验，探讨复合地基桩、土受污染后的物理、化学和力学指标劣化的时间效应规律及电阻率、微观结构变化特征，基于损伤理论，建立复合地基桩、土在污染环境侵蚀条件下的侵蚀方程和损伤模型，以及电阻率、结构因子等参数与复合地基设计参数的关系和相应的评价标准，为复合地基在污染环境下的安全性和耐久性设计和评价方法的建立提供理论和试验依据，对我国的国民经济建设和社会发展具有重要意义。

复合地基是由竖向增强体(即桩)和地基土共同承担荷载的人工地基。复合地基技术以其工艺简单、施工方便、造价低廉等优势, 在工程建筑的地基处理中得到了广泛应用。刚性半刚性桩复合地基由于刚性半刚性桩的存在与天然地基相比，具有承载力高、沉降和差异沉降小等优点，另一方面它能够发挥桩周土体的作用，与桩基等深基础相比，节省费用。但是，随着城镇化和工业化发展的加快，大量工业和生活废水、废物产生和排放，而使得土壤和地下水受到严重污染，致使污染环境下的复合地基的工程性能劣化，影响到地基甚至上部结构的安全性和耐久性。本项目借助现代测试手段，通过对土体、水泥土、低强度混凝土材料的室内模拟试验和理论分析，研究了在不同的酸、碱、盐污染环境和生活污水、工业污水等非无机污染环境下，土体、水泥土和低强度混凝土材料的物理、力学性质变化规律，以及电阻率、微观结构的变化特征，建立了考虑污染影响的材料损伤模型和强度预测统计公式，结合其微观结构特性分析了材料劣化的化学机理，建立了材料电阻率与强度的统计关系，为地基和桩体进行无损检测开辟了新的途径；基于对材料研究的基础上，提出了污染环境下刚性半刚性桩复合地基工程性质劣化的评价方法和指标，为复合地基在污染环境下的安全性和耐久性设计和评价方法的建立提供了理论基础和可靠依据；本项目的研究成果从理论上提高复合地基的可靠度，丰富了复合地基理论，扩展了复合地基的应用范围，对我国的国民经济建设和社会发展具有重要意义。