水泥土常被作为地基加固材料应用在实际工程中，由于其经常遭受到生活污水侵蚀的污染以及在北方季节性冻土地区受到冻融循环等危害【8】【12】，引起水泥土力学特性的改变。首先，生活污水中含有大量的重金属离子，酸碱性离子以及一些有机物等，我国很多地方的水泥土所处的地理位置,周围环境不同，从而受到生活污水等环境的影响，以粉煤灰作为外掺剂的水泥土、水泥土桩的力学特性及电阻率都受到不同程度的影响。其次，我国北方大部分地区属于季节性冻土地区，冻融循环的作用对水泥土、水泥土搅拌桩的力学性能【7】及电阻率【11】都有很大的影响。水泥土受到生活污水侵蚀及冻融循环共同作用下力学特性的变化如何评价，如何延长水泥土在工程上的使用寿命是一个关键的难题。本文主要探讨水泥土在生活污水污染及冻融循环共同作用下的力学特性及电阻率的变化规律，为水泥土在受到污染的冻土地区工程应用提供一些参考依据。
1试验材料及试样的制备
1.1试验材料：
试验用土取自呼和浩特市某建筑工地地下1.52米处的粉质粘土，其物理性能指标见表1—1，生活污水取自某污水处理厂的污水，水泥为P.C32.5复合硅酸盐水泥，粉煤灰为内蒙古达拉特旗华宇环保建材有限公司所生产的I级粉煤灰。


表1—1土的物理性能指标
[]Tab 1 the physical properties of soil

含水量 液限 塑限 塑性指数 液性指数
10.42% 0.28 25.34 15.84 9.50

1.2试样的制备：
通过水泥与粉煤灰不同的配比试验选出无侧限抗压强度最大的一种配比做为最优水泥粉煤灰配比，水泥土的含水量为35%，水泥和粉煤灰的总掺入量为15%，且粉煤灰与水泥的配比为2:8。将土、水泥、粉煤灰、水按一定的质量充分搅拌后装入70.7mm×70.7mm×70.7mm模具中，在振动台上振捣一定时间后静置24h后脱模放入标准养护箱中养护，最后放入不同浓度的生活污水中进行污染侵蚀和冻融循环。
2.试验方案
2.1生活污水反应浓度设定
将污水处理厂的生活污水进行稀释，配制成浓度分别为0%、20%、40%、60%、80%、100%的六种溶液作为水泥土不同的侵蚀环境，这样符合水资源污染在日常生产和生活中随着时间推移变化的实际情况，同时也可以作为污染浓度在地下水及降雨等实际因素作用下一个不断的稀释过程，更加接近工程实际。
不同浓度生活污水配置中，生活污水和清水的用量表见表2
表2 生活污水浓度的配比
Tab 2 sewage concentration ratio
浓度 0% 20% 40% 60% 80% 100%
清水（kg） 5 4 3 2 1 0
污水（kg） 0 1 2 3 4 5
水泥土试件制备完成以后，放入恒温恒湿的标准养护箱中养护七天，养护完成以后将试件放入配置好的浓度为0%、20%、40%、60%、80%、100%的生活污水中，浸泡龄期设定为7d和28d。浸泡到预定龄期后，进行双重腐蚀，之后再进行无侧限抗压试验。冻融循环试验中，冻结温度设定为-20℃，融化温度设定为+20℃。试验中的冻结全过程是在低温工业冰箱中进行，融化过程在室内溶液中进行，一个冻融循环周期为24h，在-20℃下冻结12h后，取出试块放到室温下的化学溶液中融化侵蚀12h。冻融循环次数依次设定为0次、3次、5次、7次、9次、12次。
2.2水泥土电阻率测试
水泥土电阻率测试主要是按照伏安法电路对水泥土试块进行测试即在稳定的电流条件下测定两个电极板之间的电压V，测量仪器采用胜利万用表（电流精度为0.001uA,量程为2A，电压精度为0.01V，量程为20V），由于试件表面不平整，测试前用砂纸将试件表面打磨平整，然后连接仪器，将电极板放到打磨过的试块表面，用重量为0.1KN的铁板压在电极板上，使得电极板能够和试件表面充分接触（电极板与铁板之间要用绝缘体隔开，以免产生误差），减少测量时产生的接触误差，每组三个试件，分别对每个试件的三个对面进行电阻测试。在测量的过程中，每测完一个试件需对电极板上残留的杂物进行擦洗清除，保证电极板与试件表面的良好接触。

3.试验结果与分析
3.1双重作用下水泥土无侧限抗压强度试验结果
不同养护龄期的水泥土在生活污水侵蚀及冻融循环双重作用下水泥土抗压强度试验结果数据如表2。 表2冻融循环条件下水泥土的无侧限抗压强度（MPa）
Tab 2 double effect unconfined compressive strength of cemented soil
0次 3次 5次 7次 9次 12次
28d 0% 1.383 1.109 1.022 0.954 0.618 0.412
20% 1.577 1.494 1.203 1.187 1.124 1.047
40% 1.725 1.630 1.398 1.282 1.190 1.050
60% 1.679 1.531 1.261 1.188 1.078 0.709
80% 1.519 1.421 1.225 1.022 0.921 0.679
100% 1.516 1.302 1.035 0.989 0.831 0.526
90d 0% 3.571 3.085 2.882 2.036 1.852 1.735
20% 3.697 3.201 3.019 2.637 2.448 NA
40% 3.718 3.412 3.121 2.871 2.426 NA
60% 3.613 3.402 3.021 2.626 1.989 1.181
80% 3.571 2.983 2.684 2.660 2.434 1.147
100% 3.381 3.017 2.713 2.395 1.608 1.082
水泥土的抗压强度随着冻融循环及生活污水侵蚀双重作用下具有一定的规律，见图1～图2。

图1 28d不同侵蚀浓度抗压强度与冻融次数的关系 图2 28d不同冻融次数抗压强度与侵蚀浓度的关系

Fig1 28d the compressive strength and the relationship between the number of freezing and thawing in different concentrations of erosion
Fig 2 28d compressive strength of different freezing and thawing times, relationship with the concentration of erosion
图1-2为龄期28d的水泥土无侧限抗压强度和冻融循环次数以及生活污水侵蚀浓度的变化的曲线关系图，从图可以看出，不同侵蚀浓度的条件下，水泥土的无侧限抗压强度随着冻融循环次数的增加而呈现不断降低的趋势，其中侵蚀浓度为0%、20%、40%、60%、80%、100%的水泥土的无侧限抗压强度随着冻融循环次数的增加下降速率加快，在不同冻融次数条件下水泥土的无侧限抗压强度随侵蚀浓度的变化为，侵蚀浓度小于40%时，抗压强度随着侵蚀浓度的增加而增强，侵蚀浓度大于40%时，抗压强度随着侵蚀浓度的增大而减小，冻融次数越大的水泥土强度减小的越快，在浓度为40%时水泥土的无侧限抗压强度达到了最大值，可以得到在龄期为28d的时候，冻融循环对水泥土的无侧限抗压强度具有减弱的作用，而生活污水侵蚀却具有促进的作用，当浓度为40%的时候促进效果是最佳的。
图3-4是龄期为90d的水泥土无侧限抗压强度与冻融循环次数和生活污水侵蚀浓度变化的曲线关系，从图上可以看出，水泥土的无侧限抗压强度随着冻融循环次数的增加而不断的降低，水泥土的无侧限抗压强度在侵蚀浓度小于40%强度是不断递增的，当浓度大于40%强度又有所降低，冻融次数越少，抗压强度降低的速率越小。
结合图1-4在不同龄的期条件下，水泥土的无侧限抗压强度与冻融循环次数曲线关系图和水泥土的无侧限抗压强度与生活污水浓度的曲线关系图，可以看出水泥土的无侧限抗压强度同时受到冻融循环及生活污水侵蚀的影响，冻融循环作用对水泥土具有很强的破坏作用，而生活污水能够促进水泥土抗压强度的增强，当浓度达到40%的时候促进的效果是最好的。



图3 90d不同侵蚀浓度抗压强度与冻融次数的关系 图4 90d不同冻融次数抗压强度与侵蚀浓度的关系

Fig 3 90d the compressive strength and the relationship between the number of freezing and thawing in different concentrations of erosion
Fig 4 90d compressive strength of different freezing and thawing times, relationship with the concentration of erosion
3.2双重作用下电阻率试验结果
不同养护龄期的水泥土在生活污水侵蚀及冻融循环双重作用下电阻率试验结果数据如表3
表3 双重作用下水泥土的电阻率（10³Ω*m）
Tab 3 double effect of soil resisticity
0次 3次 5次 7次 9次 12次
28d 0% 3.512 3.177 2.960 2.673 2.101 1.435
20% 4.281 3.609 3.144 3.060 2.623 1.462
40% 4.979 3.843 3.562 3.109 2.906 2.795
60% 4.347 3.690 2.685 2.838 2.582 2.200
80% 4.119 3.309 2.573 2.511 2.322 2.010
100% 3.781 3.180 1.697 2.967 2.577 1.661
90d 0% 9.504 7.092 4.372 3.517 NA NA
20% 9.559 8.729 5.535 3.681 NA NA
40% 10.328 9.456 6.585 4.791 NA NA
60% 9.869 5.134 4.624 4.489 NA NA
80% 9.427 4..888 4.305 4.256 NA NA
100% 9.042 4.713 2.542 4.157 NA NA
在表 3中，不同养护龄期下的水泥土在生活污水侵蚀和冻融循环双重作用下具有一定的规律性，在不同的污染浓度中，随着污染浓度的增加，水泥土的电阻率是先增加然后再降低，随着冻融次数的增加，电阻率是在不断的降低的，见图5-6，不同养护龄期下水泥土的电阻率随污染侵蚀浓度和冻融循环次数变化的关系曲线图。

图5 28d 不同冻融次数电阻率与侵蚀浓度的关系 图6 28d不同侵蚀浓度电阻率与冻融次数的关系

Fig5 28d resistivity and the relationship between the number of freeze-thaw in different concentration of erision
Fig 6 28d resistivity and the relationship between the number of in different freezing and thawing times
图5-6是龄期为28d的水泥土电阻率随不同冻融循环次数，不同生活污水侵蚀浓度变化的关系曲线图，从图上可以看出，在不同的侵蚀浓度条件下，水泥土的电阻率随着冻融循环次数的增加不断下降。下降过程中，当冻融循环次数小于5次时，水泥土电阻率下降的速率是比较快的，当冻融循环次数大于5次时，水泥土电阻率下降的速率缓慢，在冻融次数达到7次以后，电阻率下降的速率开始加快，浓度在40%时水泥土在整个冻融循环过程中，它的电阻率下降的速率是在缓慢降低。
在不同冻融循环次数条件下，水泥土的电阻率随着生活污水侵蚀浓度的变化为当浓度小于40%时，电阻率随着浓度升高而增加，冻融次数越低上升的速率越快，当大于40%时，电阻率开始下降，冻融循环次数为7次、9次的水泥土电阻率在生活污水侵蚀浓度大于80%时略有上升。



图7 90d不同侵蚀浓度电阻率与冻融次数的关系 图8 90d不同冻融次数电阻率与侵蚀溶度的关系

Fig 7 90d resistivity and the relationship between the number of freeze-thaw in different concentration of erision

Fig 8 900d resistivity and the relationship between the number of in different freezing and thawing times
图7-8是龄期为90d的水泥土电阻率与冻融循环次数以及生活污水浓度的变化关系曲线图，在受到生活污水侵蚀中，当浓度小于40%，水泥土电阻率随着侵蚀浓度的加大而增加，当浓度大于40%的时候，随着浓度的增大而降低。
以上为28d、90d的龄期下水泥土的电阻率随冻融循环次数及生活污水侵蚀浓度变化而变化的关系曲线图，在整个冻融循环过程中，各个龄期的水泥土电阻率都随着冻融循环次数的增加而降低，当侵蚀浓度为100%时呈二次线性关系。同时在污染侵蚀的过程中，各个龄期的水泥土电阻率在侵蚀浓度小于40%时，电阻率随着浓度的增加而增加，当侵蚀浓度大于40%时，电阻率随着浓度的增加而降低，各个侵蚀浓度下的水泥土电阻率与侵蚀之前相比都有不同程度的提高，当侵蚀浓度为40%时，电阻率提高的最多，也即浓度为40%的生活污水能够有效的促进水泥土电阻率的提高。