【摘要】：城市規(guī)模日益擴(kuò)大,建筑固廢物的處理成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。為了節(jié)約資源并減輕垃圾填埋場的負(fù)擔(dān),資源化再利用成為一個(gè)很好的手段。目前對建筑固廢物尤其是廢棄混凝土的處理主要是利用它的強(qiáng)度性能作為再生骨料,由于拆卸過程中的結(jié)構(gòu)損傷,以建筑固廢物為原料的混凝土強(qiáng)度明顯較低,存在使用局限性。材料的水力特性主要由內(nèi)部孔隙決定,可以通過控制粒徑級(jí)配及干密度等參數(shù)獲得滿足需求的水力特性,受結(jié)構(gòu)損傷影響較小,因此水力特性的再利用引起人們注意。但目前對建筑固廢物水力特性的研究較少,未能揭示混凝土固廢物的水力特性規(guī)律。降雨是引起邊坡失穩(wěn)最常見的誘因,防止雨水入滲進(jìn)邊坡成為降雨型滑坡治理的關(guān)鍵,而已有研究證明毛細(xì)阻滯覆蓋層有較好的防滲性能。利用建筑固廢物作為覆蓋層材料應(yīng)用在邊坡上既能防止雨水入滲,又可以實(shí)現(xiàn)建筑固廢物的資源化再利用,達(dá)到以廢治害的目的。但目前還未有以建筑固廢物作為毛細(xì)阻滯覆蓋層材料的研究,且該覆蓋層對邊坡在降雨條件下穩(wěn)定性的影響尚不明確。本文以2 mm為界將再生混凝土集成料(Recycled Concrete Aggregate,RCA)分為細(xì)粒和粗粒,通過壓力板法及簡易蒸發(fā)法測得了不同細(xì)粒含量的RCA的土水特征曲線(Soil Water Characteristic Curve,SWCC)以及非飽和滲透函數(shù),分析了細(xì)粒含量對RCA水力特性的影響規(guī)律。基于RCA的水力特性,通過模型槽試驗(yàn)對以渣土和RCA為材料的毛細(xì)阻滯覆蓋層邊坡在降雨條件下的水分運(yùn)移進(jìn)行了研究。此外本文運(yùn)用Geo-Studio軟件中的Seep/W及Slope/W模塊對邊坡在持續(xù)降雨條件下的穩(wěn)定性進(jìn)行了模擬,探討了不同粗粒層材料、細(xì)粒層厚度以及降雨持續(xù)時(shí)間的影響。研究發(fā)現(xiàn),RCA的進(jìn)氣值隨細(xì)粒含量增加而增加,當(dāng)細(xì)粒含量在20%到30%之間時(shí),RCA的土水特征曲線會(huì)出現(xiàn)明顯的雙峰現(xiàn)象。以建筑固廢物為材料的毛細(xì)阻滯覆蓋層作用于邊坡時(shí),當(dāng)雨水到達(dá)粗粒層與細(xì)粒層交界面處開始出現(xiàn)側(cè)向?qū)?阻止水分進(jìn)一步入滲,側(cè)向?qū)砰L度與時(shí)間成線性關(guān)系,相比傳統(tǒng)毛細(xì)阻滯覆蓋層,RCA做粗粒層時(shí)擊穿過程時(shí)間更長。在給定模型中粗粒層材料選用細(xì)粒含量20%的RCA時(shí)覆蓋層在24 h百年一遇降雨強(qiáng)度下不會(huì)被擊穿,邊坡表面入滲量比原邊坡減少約80%。細(xì)粒層厚度在30 cm到90 cm之間時(shí)覆蓋層對邊坡安全系數(shù)的影響差別較小,安全系數(shù)最大相差0.017。粗粒層材料為細(xì)粒含量20%的RCA、細(xì)粒層厚度為30 cm時(shí),在百年一遇降雨強(qiáng)度下,相比原始邊坡臨界降雨時(shí)間從4 d增大至7 d,降雨持續(xù)時(shí)間為24 h時(shí)安全系數(shù)增加最大,增大約0.12。
【圖文】：

圖 1-1 典型粗粒土和細(xì)粒土的滲透系數(shù) 毛細(xì)阻滯型覆蓋層土料種類體的粒徑分布直接影響土體的儲(chǔ)水能力，從而影響覆蓋層的防質(zhì)覆蓋層的儲(chǔ)水層細(xì)粒土土體多選用粉土和粉質(zhì)黏土，粗粒土多石等。Hauser[36]分別采用中砂和碎石作毛細(xì)阻滯型覆蓋層粗粒土粒土儲(chǔ)水功能的影響，研究表明碎石比中砂對細(xì)粒土層的儲(chǔ)水能。Yang[33]639分別研究了結(jié)構(gòu)為細(xì)砂-中砂，中砂-碎石，細(xì)砂-碎阻滯覆蓋層，結(jié)果表明上下兩層土體粒徑接近時(shí)毛細(xì)阻滯作用較現(xiàn)用作毛細(xì)阻滯型覆蓋層粗粒土土料最大粒徑約為2~4 cm，土料粗砂和中砂等。研究現(xiàn)狀總結(jié)上所述，建筑固廢物的資源利用化已經(jīng)引起了越來越多學(xué)者的關(guān)筑固廢物如廢舊混凝土、廢黏土磚、建筑垃圾等作為實(shí)際工程中

圖 2-1 典型的 SWCC缺少一定粒徑范圍的土顆粒時(shí)，土體顆粒是間隙分級(jí)的，徑分布曲線和孔徑密度曲線都是雙峰的，如果粗顆粒的粒，且細(xì)顆粒不能完全填滿粗顆粒之間的孔隙，則在土體內(nèi)隙，，其對應(yīng)的 SWCC 是雙峰的[37-41]，如圖 2-2 所示。雙峰其過渡段內(nèi)有兩個(gè)下降段和一個(gè)水平過渡段，由于土中兩，雙峰 SWCC 中兩個(gè)下降段的坡度也不同。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X799.1;P642.22

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