【摘要】：膨脹土廣泛分布于合肥地區(qū),為確保膨脹土場地工程安全,人們常用水泥改良膨脹土性質(zhì),但至今對水泥改性膨脹土的熱物理特性研究不夠深入,故隨著城市地下工程建設(shè)的不斷開展,膨脹土及水泥改性膨脹土的熱物理特性問題日益受到工程界的關(guān)注。本文基于試驗(yàn)探討了水泥摻入量、水泥養(yǎng)護(hù)齡期、擊實(shí)功和環(huán)境溫度等因素對水泥改性膨脹土熱物理參數(shù)的影響規(guī)律,應(yīng)用掃描電鏡和圖像處理技術(shù)定量分析了相應(yīng)的微觀特征,并初步探討了熱物理特性和微觀特征間的關(guān)系。主要研究結(jié)論如下:(1)試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著水泥摻量的增加,非飽和水泥改性膨脹土的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容均呈現(xiàn)下降趨勢,而導(dǎo)溫系數(shù)數(shù)值則呈現(xiàn)上升規(guī)律。在室溫15°C下,輕型擊實(shí)制備的30mm高、摻9%水泥改性膨脹土試樣的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容較膨脹土素土試樣降低了15.20%、45.50%,而導(dǎo)溫系數(shù)則提高了56.25%;重型擊實(shí)制備的摻9%水泥改性試樣的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容,則較未改性膨脹土試樣分別下降了8.76%、41.54%,導(dǎo)溫系數(shù)上升了56.30%。(2)對水泥摻入量9%的改性膨脹土試樣,導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容均隨著水泥養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增加而下降,導(dǎo)溫系數(shù)數(shù)值則表現(xiàn)為線性增加規(guī)律。在室溫15°C下,養(yǎng)護(hù)28天、輕型擊實(shí)的30mm厚的水泥膨脹土試樣的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容較養(yǎng)護(hù)0天試樣下降了7.01%、19.62%,導(dǎo)溫系數(shù)則上升了15.38%;重型擊實(shí)試樣的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容則分別下降了5.60%、11.02%,導(dǎo)溫系數(shù)上升了6.29%。(3)重型擊實(shí)制備的非飽和水泥改性膨脹土試樣在室溫中測定的導(dǎo)熱系數(shù)均高于輕型擊實(shí)制備試樣,而在負(fù)溫中測定的導(dǎo)熱系數(shù)則低于輕型擊實(shí)試樣的導(dǎo)熱系數(shù),同時(shí)發(fā)現(xiàn)負(fù)溫條件下試樣的導(dǎo)熱系數(shù)值均大于室溫條件下測定的導(dǎo)熱系數(shù)值,表明環(huán)境溫度對改性膨脹土的熱物理參數(shù)有影響。(4)EDS能譜成分分析試驗(yàn)結(jié)果表明非飽和水泥改性膨脹土中的化學(xué)元素主要為氧、硅、鋁、鐵及少量的鈣、鉀、鎂元素,而且鈣和鎂的含量隨著水泥摻量的增加而上升。輕型擊實(shí)試樣的SEM電鏡試驗(yàn)結(jié)果表明土體顆粒呈現(xiàn)團(tuán)粒塊狀,重型擊實(shí)試樣中的顆粒則趨于扁平狀或絮凝狀,顆粒接觸方式則以面面接觸、面邊接觸為主。改性土體孔隙主要以孔隙面積小于1μm~2、孔隙直徑小于1μm和孔隙周長為1~5μm的孔隙為主。水泥改性膨脹土的物質(zhì)成分和內(nèi)部孔隙分布規(guī)律較膨脹土發(fā)生了變化,表明改性土的微結(jié)構(gòu)變化是其熱物理性質(zhì)變化的原因之一。
【圖文】：

（c）脫模過程圖 2.1 土樣制作過程Fig 2.1 Soil sample preparation process性試驗(yàn)研究質(zhì)是土的重要參數(shù)之一，是影響熱能在土體剖現(xiàn)，包括 3 個(gè)物理參數(shù)：表示土體導(dǎo)熱能力的 c 及表示均溫能力的導(dǎo)溫系數(shù) r。過網(wǎng)上查閱得到部分材料的熱物理參數(shù)，但是數(shù)會(huì)隨著材料溫度、成分的細(xì)微改變而變化。素直接影響著土的熱物理性質(zhì)，只有詳細(xì)確定熱物理數(shù)值。

圖 2.2 耐馳 HFM436 熱流法導(dǎo)熱儀NETZSCH HFM436 thermal conductivity instrument by heat floFM436 熱流法導(dǎo)熱儀的具體操作步驟如下：準(zhǔn)備工作前檢查 Julabo 溫度控制裝置是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，保證水浴管路開關(guān)，若出現(xiàn) E40 報(bào)警有可能是提示機(jī)器液面過低，打開則需要補(bǔ)充冷卻液；若是透明液體，則需要補(bǔ)充蒸餾水。能是因?yàn)槭覂?nèi)溫度過低，因此在試驗(yàn)過程中應(yīng)保證室內(nèi)溫氏度。信號線和電腦連通，打開耐馳HFM436熱流法導(dǎo)熱儀主機(jī)的機(jī)器 power 綠燈亮起，reset 紅燈也亮起，，按下機(jī)器背面的。機(jī)器可開始進(jìn)一步操作。試驗(yàn)操作驗(yàn)門板，門板開啟，按住上升按鈕，將升降板升到一個(gè)足
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU443

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2680639