具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

软岩崩解土改性剂，制备软岩崩解土改性剂的原料及其重量份包括：海藻酸钠50重量份～80重量份，膨润土10重量份～40重量份，纳米级氧化铝10重量份～40重量份，葡萄糖20重量份～80重量份，粘稠剂10重量份～40重量份，稀释剂10重量份～20重量份，纤维50重量份～100重量份，酸液20重量份～80重量份，阳离子聚合物20重量份～80重量份。

其中，海藻酸钠的重均分子量为20万～22万。

膨润土的平均粒径范围不高于0.025mm。

纳米级氧化铝的平均粒径范围是30nm～60nm，纳米级氧化铝用于加速软岩崩解土改性剂与软岩崩解土颗粒间的作用，且与软岩崩解土颗粒表层阳离子进行交换。

葡萄糖是液态形式，其质量百分数为20％～50％。

粘稠剂包括羧甲基纤维素、黄原胶和阿拉伯胶中的任一种或几种；粘稠剂的作用主要是调节改性剂粘聚力、增强改性剂与软岩崩解土颗粒间的胶结作用、增强改性后软岩崩解土的机械性能。

稀释剂为柠檬酸三乙酯，主要起调节改性剂的流动性，使改性剂更易与软岩崩解土混合，施工更加简便。

纤维包括植物纤维、化学纤维、羊毛纤维中的任一种或几种，主要起增强改性剂机械性能的作用，纤维可均匀分散至海藻酸钠溶液中，形成纤维-海藻酸钠三维结构，增强改性后软岩崩解土的机械性能，同时纤维与软岩崩解土颗粒间形成互锁结构，增强了改性后软岩崩解土的摩擦力，进而进一步提升其机械性能，防治开裂。

其中，植物纤维优选采用木质素纤维、椰子纤维、甘蔗纤维中的任一种。

化学纤维优选采用粘胶纤维、聚丙烯腈纤维、聚氯乙烯纤维、玻璃纤维中的任一种。

酸液包括硫酸、硝酸中一种或两种，其浓度为5mol/L～6mol/L；酸液的作用是处理海藻酸钠，使其成为海藻酸，增强其表面的活性官能团，因此选择浓度较高的酸液，浓度为5mol/L～6mol/L主要是为了使反应更充分，且为后续与葡萄糖反应提供一个酸性环境，加速反应速率。

阳离子聚合物包括甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)或N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DAP)中的一种或两种，阳离子聚合物可与软岩崩解土颗粒表面的Na⁺、K⁺、Al^{3 +}等发生离子交换反应，减小表层双电层，增强颗粒间的相互作用，提升其机械性能。

本申请软岩崩解土改性剂的技术原理是：利用海藻酸钠、葡萄糖、纤维素、酸液等制备高性能的软岩崩解土改性剂，该新型软岩崩解土改性剂克服了海藻酸钠直接作为软岩崩解土改性剂存在的力学性能差、粘结性不强的缺点，其力学性能优良，粘聚力强，生物性良好，可在土壤中快速形成凝胶-崩解土团聚体，增强崩解土的力学性能和渗透性能；膨润土、纳米级氧化铝具有比表面积高的特点，镶嵌在海藻酸-葡萄糖高分子材料加速了软岩崩解土中固有Ca²⁺与软岩崩解土改性剂中海藻酸基团反应；此外，本申请新型的软岩崩解土改性剂通过粘稠剂调节改性剂的粘聚力及黏稠程度，增强改性剂与软岩崩解土颗粒间的胶结作用，增强改性后软岩崩解土的机械性能；通过稀释剂调节改性剂的流动性，使改性剂更易与软岩崩解土混合；现场施工时，可依据现场施工条件有针对性调节粘稠剂和稀释剂含量调节改性剂的流动性及粘稠度，减小施工难度，简化了施工工艺；纤维主要起增强改性剂的机械性能，纤维可均匀分散至海藻酸钠溶液中，形成纤维-海藻酸三维结构，增强改性后软岩崩解土的机械性能，同时纤维与软岩崩解土颗粒间形成互锁结构，增强了改性后软岩崩解土的摩擦力，进而进一步提升其机械性能，防治开裂；阳离子聚合物可与软岩崩解土颗粒表面的Na⁺、K⁺、Al³⁺等发生反应，减小表层双电层，增强颗粒间的相互作用，提升其机械性能。

上述软岩崩解土改性剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1，将所述重量份的海藻酸钠投入所述重量份的酸液中，形成悬混液，对悬混液在转速为500r/min～1000r/min的条件下进行磁力搅拌，同时将悬混液由室温升温至80℃～120℃，升温速率为5℃/min～10℃/min，用于加速反应速度，使反应更加充分，持续以500r/min～1000r/min的转速磁力搅拌3h～5h，优选在转速为800r/min的条件下磁力搅拌3.5h，形成胶凝状流体；然后向胶凝状流体中加入所述重量份的葡萄糖，在转速为800r/min～1200r/min的条件下继续磁力搅拌，同时调节体系的温度降至60℃～100℃，降温速率为5℃/min～10℃/min，持续以800r/min～1200r/min的转速继续磁力搅拌2h～3h，优选在转速为1000r/min的条件下磁力搅拌2.5h，得到颜色均匀的黄色粘稠状胶体，即为海藻酸-葡萄糖高分子材料。

本步骤海藻酸钠先用酸液处理的目的是为了获取海藻酸，并增加海藻酸中羟基等官能团的活性；经过处理的海藻酸与葡萄糖结合提到了海藻酸的力学性能和黏性。

步骤S2，向步骤S1得到的海藻酸-葡萄糖高分子材料中依次加入所述重量份的膨润土、纳米级氧化铝，并在80r/min～120r/min的转速下搅拌20min～40min，得到不出现明显聚集体的胶状的固体颗粒-海藻酸-葡萄糖混合胶质材料；优选在100r/min的转速下搅拌40min。

其中，膨润土、纳米级氧化铝比表面积大，且颗粒粒度较小，可均匀分散至黄色粘稠状胶体的海藻酸-葡萄糖高分子材料中，形成固体颗粒-海藻酸-葡萄糖混合胶质材料，有助于提高软岩崩解土改性剂的粘聚效果及机械性能。

本步骤黄色粘稠状胶体的海藻酸-葡萄糖高分子材料与海藻酸钠相比，粘聚效果更好，因此利用海藻酸-葡萄糖高分子材料作为基材制备出的软岩崩解土改性剂，其改性效果远优于海藻酸钠为基材制备的软岩崩解土改性剂，机械性能更优。

步骤S3，向固体颗粒-海藻酸-葡萄糖混合胶质材料中分别加入所述重量份的粘稠剂、稀释剂、纤维、阳离子聚合物，在500r/min～800r/min的转速条件下磁力搅拌30min～60min，优选在600r/min的转速条件下磁力搅拌45min，得到所述软岩崩解土改性剂，其形态为悬浮液，可先保存，待需使用时开启使用，也可立即使用。

采用上述软岩崩解土改性剂的软岩崩解土改良方法，包括以下步骤：

步骤1，将上述制得的软岩崩解土改性剂与软岩崩解土以重量比5～10：100的比例原位喷洒或直接搅拌，制成改良软岩崩解土，并用塑料薄膜覆盖改良软岩崩解土，焖料24小时。

原位喷洒采用喷雾的方式，分2～3次将软岩崩解土改性剂喷洒到软岩崩解土的表面，每次时间间隔为6小时，喷洒厚度为2～5mm。

直接搅拌是指取出软岩崩解土，机械粉碎后，将软岩崩解土改性剂与软岩崩解土颗粒通过机械搅拌或者人工翻动混合的方式，混合均匀。

步骤2，将步骤1得到的改良软岩崩解土喷洒在软岩边坡表面或软岩崩解土路堤表层，并进行压实，其压实度大于90％。

喷洒指采用高压喷洒的方式，高压喷洒采用1kg/m²～5kg/m²的喷洒比例，分3～5次将改良软岩崩解土喷洒到软岩边坡表面或软岩崩解土路堤表层，每次时间间隔为24小时，喷洒厚度200～500mm。

步骤3，待7天～60天后(期间随自然实际情况)，再在软岩崩解土表面喷洒本申请制得的软岩崩解土改性剂进行补强，新型的软岩崩解土改性剂与软岩崩解土质量比为1～10：100。

实施例1

软岩崩解土改性剂，制备软岩崩解土改性剂的原料及其重量份包括：海藻酸钠50重量份，膨润土10重量份，纳米级氧化铝10重量份，葡萄糖20重量份，粘稠剂10重量份，稀释剂10重量份，纤维50重量份，酸液20重量份，阳离子聚合物20重量份。

海藻酸钠的重均分子量为20万；膨润土的平均粒径为0.025mm；纳米级氧化铝的平均粒径为30nm；葡萄糖的质量百分数为20，粘稠剂为羧甲基纤维素；稀释剂为柠檬酸三乙酯；纤维为木质素纤维；酸液为硫酸，其浓度为5mol/L；阳离子聚合物为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)。

实施例2

软岩崩解土改性剂，制备软岩崩解土改性剂的原料及其重量份包括：海藻酸钠80重量份，膨润土40重量份，纳米级氧化铝40重量份，葡萄糖80重量份，粘稠剂40重量份，稀释剂20重量份，纤维100重量份，酸液80重量份，阳离子聚合物80重量份。

海藻酸钠的重均分子量为22万；膨润土的平均粒径为0.01mm；纳米级氧化铝的平均粒径为60nm，葡萄糖的质量百分数为50％，粘稠剂为黄原胶；稀释剂为柠檬酸三乙酯；纤维为粘胶纤维；酸液为硝酸，其浓度为6mol/L；阳离子聚合物为N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DAP)。

实施例3

软岩崩解土改性剂，制备软岩崩解土改性剂的原料及其重量份包括：海藻酸钠65重量份，膨润土25重量份，纳米级氧化铝25重量份，葡萄糖50重量份，粘稠剂25重量份，稀释剂15重量份，纤维75重量份，酸液50重量份，阳离子聚合物50重量份。

葡萄糖的质量百分数为30％，粘稠剂为黄原胶和阿拉伯胶以1:1的质量比混合的混合物；纤维为羊毛纤维；酸液为硫酸和硝酸以1:1的体积比混合的混合液，其浓度为5.5mol/L；阳离子聚合物为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DAP)以1:1的质量比混合的混合物；其余均与实施例2相同。

实施例4

软岩崩解土改性剂，制备软岩崩解土改性剂的原料及其重量份包括：海藻酸钠60重量份，膨润土17重量份，纳米级氧化铝17重量份，葡萄糖35重量份，粘稠剂17重量份，稀释剂12重量份，聚丙烯腈纤维62重量份，酸液35重量份，阳离子聚合物35重量份。

其余均与实施例3相同。

实施例5

软岩崩解土改性剂，制备软岩崩解土改性剂的原料及其重量份包括：海藻酸钠72重量份，膨润土32重量份，纳米级氧化铝32重量份，葡萄糖65重量份，粘稠剂32重量份，稀释剂17重量份，聚氯乙烯纤维87重量份，酸液65重量份，阳离子聚合物65重量份。

其余均与实施例3相同。

实施例6

软岩崩解土改性剂的制备方法，包括以下步骤：

采用实施例1的软岩崩解土改性剂的配方。

(1)将所述重量份的海藻酸钠投入所述重量份的酸液中，形成悬混液，对悬混液在转速为500r/min的条件下进行磁力搅拌，同时将悬混液由室温升温至80℃，升温速率为5℃/min，用于加速反应速度，使反应更加充分，持续以500r/min的转速磁力搅拌3h，形成胶凝状流体；然后向胶凝状流体中加入所述重量份的葡萄糖，在转速为800r/min的条件下继续磁力搅拌，同时调节体系的温度降至60℃，降温速率为5℃/min，持续以800r/min的转速继续磁力搅拌2h，得到颜色均匀的黄色粘稠状胶体，即为海藻酸-葡萄糖高分子材料。

(2)向步骤S1得到的海藻酸-葡萄糖高分子材料中依次加入所述重量份的膨润土、纳米级氧化铝，并在80r/min的转速下搅拌20min，得到不出现明显聚集体的胶状的固体颗粒-海藻酸-葡萄糖混合胶质材料。

(3)向固体颗粒-海藻酸-葡萄糖混合胶质材料中分别加入所述重量份的粘稠剂、稀释剂、纤维、阳离子聚合物，在500r/min的转速条件下磁力搅拌30min，得到所述软岩崩解土改性剂。

实施例7

软岩崩解土改性剂的制备方法，包括以下步骤：

采用实施例2的软岩崩解土改性剂的配方。

(1)将所述重量份的海藻酸钠投入所述重量份的酸液中，形成悬混液，对悬混液在转速为1000r/min的条件下进行磁力搅拌，同时将悬混液由室温升温至120℃，升温速率为8℃/min，持续以1000r/min的转速磁力搅拌5h，形成胶凝状流体；然后向胶凝状流体中加入所述重量份的葡萄糖，在转速为1200r/min的条件下继续磁力搅拌，同时调节体系的温度降至100℃，降温速率为8℃/min，持续以1200r/min的转速继续磁力搅拌3h，得到颜色均匀的黄色粘稠状胶体，即为海藻酸-葡萄糖高分子材料。

(2)向步骤S1得到的海藻酸-葡萄糖高分子材料中依次加入所述重量份的膨润土、纳米级氧化铝，并在120r/min的转速下搅拌40min，得到不出现明显聚集体的胶状的固体颗粒-海藻酸-葡萄糖混合胶质材料。

(3)向固体颗粒-海藻酸-葡萄糖混合胶质材料中分别加入所述重量份的粘稠剂、稀释剂、纤维、阳离子聚合物，在800r/min的转速条件下磁力搅拌60min，得到所述软岩崩解土改性剂。

实施例8

软岩崩解土改性剂的制备方法，包括以下步骤：

采用实施例3的软岩崩解土改性剂的配方。

(1)将所述重量份的海藻酸钠投入所述重量份的酸液中，形成悬混液，对悬混液在转速为800r/min的条件下进行磁力搅拌，同时将悬混液由室温升温至100℃，升温速率为10℃/min，用于加速反应速度，使反应更加充分，持续以800r/min的转速磁力搅拌3.5h，形成胶凝状流体；然后向胶凝状流体中加入所述重量份的葡萄糖，在转速为1000r/min的条件下继续磁力搅拌，同时调节体系的温度降至80℃，降温速率为10℃/min，持续以1000r/min的转速继续磁力搅拌2.5h，得到颜色均匀的黄色粘稠状胶体，即为海藻酸-葡萄糖高分子材料。

(2)向步骤S1得到的海藻酸-葡萄糖高分子材料中依次加入所述重量份的膨润土、纳米级氧化铝，并在100r/min的转速下搅拌40min，得到不出现明显聚集体的胶状的固体颗粒-海藻酸-葡萄糖混合胶质材料。

(3)向固体颗粒-海藻酸-葡萄糖混合胶质材料中分别加入所述重量份的粘稠剂、稀释剂、纤维、阳离子聚合物，在600r/min的转速条件下磁力搅拌45min，得到所述软岩崩解土改性剂。

实施例9

软岩崩解土改性剂的制备方法，包括以下步骤：

采用实施例4的软岩崩解土改性剂的配方，其余均与实施例8相同。

实施例10

软岩崩解土改性剂的制备方法，包括以下步骤：

采用实施例5的软岩崩解土改性剂的配方，其余均与实施例8相同。

实施例11

采用软岩崩解土改性剂的软岩崩解土改良方法，包括以下步骤：

(1)将实施例8制得的软岩崩解土改性剂与软岩崩解土以重量比5：100的比例原位喷洒，制成改良软岩崩解土，并用塑料薄膜覆盖改良软岩崩解土，焖料24小时。

原位喷洒采用喷雾的方式，分2次将软岩崩解土改性剂喷洒到软岩崩解土的表面，每次时间间隔为6小时，喷洒厚度为2mm。

(2)将步骤1得到的改良软岩崩解土喷洒在软岩边坡表面，并进行压实，其压实度为90％。

喷洒指采用高压喷洒的方式，高压喷洒采用1kg/m²的喷洒比例，分3次将改良软岩崩解土喷洒到软岩边坡表面，每次时间间隔为24小时，喷洒厚度200mm。

(3)待7天后(期间随自然实际情况)，再在软岩崩解土表面喷洒本申请制得的软岩崩解土改性剂进行补强，新型的软岩崩解土改性剂与软岩崩解土质量比为1：100。

实施例12

采用软岩崩解土改性剂的软岩崩解土改良方法，包括以下步骤：

(1)将实施例8制得的软岩崩解土改性剂与软岩崩解土以重量比10：100的比例直接搅拌，制成改良软岩崩解土，并用塑料薄膜覆盖改良软岩崩解土，焖料24小时。

直接搅拌是指取出软岩崩解土，机械粉碎后，将软岩崩解土改性剂与软岩崩解土颗粒通过机械搅拌的方式，混合均匀。

(2)将步骤1得到的改良软岩崩解土喷洒在软岩崩解土路堤表层，并进行压实，其压实度为95％。

喷洒指采用高压喷洒的方式，高压喷洒采用5kg/m²的喷洒比例，分5次将改良软岩崩解土喷洒到软岩崩解土路堤表层，每次时间间隔为24小时，喷洒厚度500mm。

(3)待60天后(期间随自然实际情况)，再在软岩崩解土路堤表层喷洒本申请制得的软岩崩解土改性剂进行补强，新型的软岩崩解土改性剂与软岩崩解土质量比为10：100。

实施例13

除(3)中新型的软岩崩解土改性剂与软岩崩解土质量比为4：100，其余均与实施例12相同。

实施例14

除(3)中新型的软岩崩解土改性剂与软岩崩解土质量比为8：100，其余均与实施例12相同。

对比例1

未添加新型软岩崩解土改性剂的软岩崩解土。

对比例2

软岩崩解土改良方法：

除了不采用实施例8制得的软岩崩解土改性剂，直接采用海藻酸钠溶液与软岩崩解土以重量比10：100的比例直接搅拌，制成改良软岩崩解土，其余均与实施例13相同。

对实施例11～14与对比例中最后得到的改良软岩崩解土的土体性能指标进行测试，测试结果如表1所示。

表1改良软岩崩解土的土体性能指标表

由表1可知，实施例11～实施例14中添加本发明的新型软岩崩解土改性剂后的改良软岩崩解土的力学性能显著增强，开始崩解时间至少在12h；对比例1中未添加新型软岩崩解土改性剂的软岩崩解土无侧限抗压强度仅为346.7kPa，粘聚力为26.43kPa，渗透系数仅为1.118×10^-6m/s；对比例2直接采用海藻酸钠溶液与软岩崩解土以重量比10：100的比例直接搅拌，制成改良软岩崩解土无侧限抗压强度仅为684.54kPa，粘聚力为43.63kPa，渗透系数为8.421×10^-7m/s，但在30min就开始崩解。本申请实施例11～实施例14中添加添加新型软岩崩解土改性剂的改良软岩崩解土相对于对比例1的无侧限抗压强度提高了353.16％～632.25％，粘聚力提高了231.59％～295.19％，渗透系数减小了54.25％～70.19％，相对于对比例2的无侧限抗压强度提高了169.75％～320.22％，粘聚力提高了140.29％～178.82％，渗透系数减小了39.26％～60.42％。

因此，采用本申请的新型软岩崩解土改性剂改良的软岩崩解土，在增大其无侧限抗压强度和粘聚力的同时，也可减小了其渗透系数。

需要说明的是，在本申请中，诸如第一、第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。