重金屬經(jīng)水體的遷移滲透是進(jìn)入土體的重要方式,經(jīng)重金屬污染后土體的力學(xué)和物理化學(xué)性能會產(chǎn)生不同程度的改變,進(jìn)而對周圍路基造成損壞。粉砂土作為一種特有土質(zhì),毛細(xì)作用強(qiáng)烈,重金屬經(jīng)毛細(xì)水的運(yùn)移更加容易進(jìn)入土體內(nèi),對粉砂土路基穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。本文以開封粉砂土為研究對象,通過制備不同摻量的重金屬鉻和銅離子粉砂土土樣,綜合運(yùn)用室內(nèi)試驗(yàn)、微觀檢測分析以及數(shù)值模擬的方法研究了以下內(nèi)容:(1)通過顆粒粒徑分析試驗(yàn)、界限含水率試驗(yàn)、X射線衍射試驗(yàn)和擊實(shí)試驗(yàn)、直剪試驗(yàn)等來探究粉砂土的基本性質(zhì)。(2)制備重金屬離子溶液,進(jìn)行粉砂土毛細(xì)水上升試驗(yàn),得到了不同壓實(shí)度下毛細(xì)水上升高度變化規(guī)律和不同高度處的含水率變化規(guī)律,對比未污染水的毛細(xì)水試驗(yàn)結(jié)果,得出了重金屬離子的摻入對毛細(xì)水上升規(guī)律的影響。另外,利用火焰原子吸收分光度法對試驗(yàn)后土樣進(jìn)行重金屬離子含量檢測,作為后續(xù)試驗(yàn)土樣的重金屬離子配比依據(jù)。(3)對粉砂土在重金屬鉻和銅離子的不同摻量下的試樣,進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和直剪試驗(yàn),得出重金屬離子的摻入對粉砂土抗剪和抗壓性能的影響,并測出了各土樣粘聚力和內(nèi)摩擦角數(shù)值的大小和變化規(guī)律。(4)對粉砂土在重金屬鉻和銅離子的不同摻量下的試樣,進(jìn)行X射線衍射分析和掃描電鏡分析,得到各土樣物相峰值和表面形貌特征的變化規(guī)律,從微觀角度分析各土樣強(qiáng)度變化原因。(5)根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果所得到的各項(xiàng)參數(shù)的變化規(guī)律,采用ABAQUS有限元軟件對污染前后的粉砂土路基的變形情況進(jìn)行有限元數(shù)值模擬,從而得出被重金屬離子污染后粉砂土路基的豎向變形的變化規(guī)律,闡述重金屬離子對粉砂土路基穩(wěn)定性的影響。
【學(xué)位單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U416.1;X53
【部分圖文】：

根據(jù)《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E40-2007）[63]，試驗(yàn)適用于測定分析粒徑大于0.075mm 的土顆粒組成。試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以繪制成粉砂土的顆粒級配曲線，以此分析試驗(yàn)土樣的顆粒粒徑大小、均勻程度、分布范圍以及占比。對該土樣進(jìn)行分類并了解該級配范圍下粉砂土的物理力學(xué)性質(zhì)以供選料備用。本試驗(yàn)取土土樣地址位于河南大學(xué)金明校區(qū)創(chuàng)業(yè)中心東側(cè)土坡，如圖 2-1 所示。（1） 試驗(yàn)方法和儀器土的顆粒組成不同決定了土的物理力學(xué)性質(zhì)差異，是對土體分類的重要指標(biāo)。對于顆粒粒徑分析試驗(yàn)的方法選取篩分法，因?yàn)�，本方法適用于粒徑小于 60mm、大于0.075mm 的土顆粒。本試驗(yàn)先將土樣烘干，分四組進(jìn)行測定。選用標(biāo)準(zhǔn)篩孔徑為 2mm、1mm、0.5mm、0.25mm、0.075mm 的一套細(xì)孔篩，根據(jù)規(guī)范每組土樣重量為 300g。采用搖篩機(jī)（如圖 2-2 所示），振搖時間為 10min。采用電子稱稱量各粒組的質(zhì)量，并保證篩前與篩后試樣質(zhì)量之差，不大于 1%。

根據(jù)《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E40-2007）[63]，試驗(yàn)適用于測定分析粒徑大于0.075mm 的土顆粒組成。試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以繪制成粉砂土的顆粒級配曲線，以此分析試驗(yàn)土樣的顆粒粒徑大小、均勻程度、分布范圍以及占比。對該土樣進(jìn)行分類并了解該級配范圍下粉砂土的物理力學(xué)性質(zhì)以供選料備用。本試驗(yàn)取土土樣地址位于河南大學(xué)金明校區(qū)創(chuàng)業(yè)中心東側(cè)土坡，如圖 2-1 所示。（1） 試驗(yàn)方法和儀器土的顆粒組成不同決定了土的物理力學(xué)性質(zhì)差異，是對土體分類的重要指標(biāo)。對于顆粒粒徑分析試驗(yàn)的方法選取篩分法，因?yàn)�，本方法適用于粒徑小于 60mm、大于0.075mm 的土顆粒。本試驗(yàn)先將土樣烘干，分四組進(jìn)行測定。選用標(biāo)準(zhǔn)篩孔徑為 2mm、1mm、0.5mm、0.25mm、0.075mm 的一套細(xì)孔篩，根據(jù)規(guī)范每組土樣重量為 300g。采用搖篩機(jī)（如圖 2-2 所示），振搖時間為 10min。采用電子稱稱量各粒組的質(zhì)量，并保證篩前與篩后試樣質(zhì)量之差，不大于 1%。

X射線衍射分析過程

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2826977