分散性土抗水蝕能力差,對(duì)土木與水利工程造成潛在威脅,在工程實(shí)踐中現(xiàn)多采用石灰對(duì)分散土進(jìn)行改性處理,以滿足工程需求。但是,石灰在生產(chǎn)中會(huì)造成一定的環(huán)境破壞與污染。木質(zhì)素作為造紙行業(yè)和生物產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)品,沒有得到有效利用,而且由于就地排放造成環(huán)境污染。已有研究表明,木質(zhì)素作為土體改性材料可改善土體的工程性質(zhì)。本文基于土-水-電解質(zhì)理論,采用物理化學(xué)試驗(yàn)、分散性試驗(yàn)和力學(xué)試驗(yàn),研究了木質(zhì)素磺酸鈣改性分散性土的工程特性及改性機(jī)理,為木質(zhì)素改性土提供科技支撐。研究主要結(jié)論如下。（1）分散性土中摻入木質(zhì)素磺酸鈣,能夠降低分散性土的分散性。隨著木質(zhì)素磺酸鈣摻量的增多和養(yǎng)護(hù)齡期的延長,改性土抗崩解性逐漸提高,分散性逐漸降低。粉末拌和法和溶液噴灑法兩種改性方法對(duì)改性土分散性沒有影響,工程實(shí)踐中可根據(jù)實(shí)際情況任選一種方法進(jìn)行施工。（2）隨著木質(zhì)素磺酸鈣摻量的增多,土體的液、塑限和最優(yōu)含水率逐漸降低,改性土由脆性破壞轉(zhuǎn)向塑性破壞;土體的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、變形模量和粘聚力先增大后減小,壓縮系數(shù)和滲透系數(shù)呈現(xiàn)出先減小后增大的趨勢(shì),均在0.5%摻量附近取得極值。（3）木質(zhì)素磺酸鈣摻入土體后,隨著養(yǎng)護(hù)齡期延長,改性土抗... 

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

木質(zhì)素磺酸鹽聯(lián)合電滲法處理分散性土（引自Vakili2018b）

西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士學(xué)位論文6和硬度，起到抗壓作用，使樹木生長幾十米而不倒，圖1-3是木質(zhì)素在植物細(xì)胞中與纖維素和半纖維素的結(jié)構(gòu)位置關(guān)系圖（Ritter2007）；它還可輸導(dǎo)組織的水分運(yùn)輸并為植物細(xì)胞提供抗菌、抗氧化、抗吸收紫外線和阻燃等能力以抵抗外界的不良侵蝕。木質(zhì)素多見于木材等硬組織，少部分存于蔬菜和江河湖海的沉積物之中。19世紀(jì)30年代，歐洲的AnselmenPeyen采用硝酸和堿交替處理木材并用有機(jī)溶劑洗滌的過程中，發(fā)現(xiàn)了除纖維素的另一高碳含量的有機(jī)物，他認(rèn)為在木材中這一有機(jī)物質(zhì)是鑲嵌于纖維素之間的，而稱這些有機(jī)溶出物為“IncrustingMaterial”（Adler1977）。19世紀(jì)60年代，Schulze分離提純出此有機(jī)溶出物，并將其命名為“Lignin”（Sjostrom1993），其中文名稱為“木質(zhì)素”，也叫“木素”。圖1-3木質(zhì)素在植物細(xì)胞中的結(jié)構(gòu)位置關(guān)系（引自Ritter2007）Fig.1-3Structurepositionrelationshipoflignininplantcells（Ritter2007）目前，木質(zhì)素在以植物纖維為原材料的產(chǎn)業(yè)（如木材造紙、紡織制造、木材糖化、生物質(zhì)材料加工及能源生產(chǎn)等）中，一般都作為廢棄物被直接排放。據(jù)悉，全世界每年約排出1.5到1.8億噸工業(yè)木質(zhì)素，其中大多成為污染物被排放到自然界，只有不足1%作為有機(jī)化學(xué)資源被再利用。如在制漿造紙中，每生產(chǎn)1噸紙漿所排出的1.5噸黑液固形物中，木質(zhì)素磺酸鹽的利用率不足10%。因此，大力發(fā)展工業(yè)木質(zhì)素的應(yīng)用研究對(duì)環(huán)境保護(hù)和資源利用具有重大意義。工業(yè)分離木質(zhì)素主要有兩大類，一類可分離出可溶木質(zhì)素，另一類可分離出不溶木質(zhì)素。不同的分離工藝得到的木質(zhì)素副產(chǎn)品也不相同，如木材糖化得到水解木質(zhì)素、堿法造紙得到堿木質(zhì)素、亞硫酸鹽法制漿得到木質(zhì)素磺酸鹽等。另外，木質(zhì)素的生物質(zhì)來源和工業(yè)類型也會(huì)影響?

第一章緒論7改良土體的相關(guān)研究，并給出了木質(zhì)素分子結(jié)構(gòu)式如圖1-4所示。圖1-4木質(zhì)素分子結(jié)構(gòu)式（引自Karol2003）Fig.1-4Molecularstructureformulaoflignin(Karol2003)巖土工程界運(yùn)用工業(yè)木質(zhì)素進(jìn)行土體改良主要集中于三個(gè)方面，分別是路基土工程性質(zhì)改良、易侵蝕土的抗侵蝕性改善和道路揚(yáng)塵控制。工程性質(zhì)改良方面，Tingle等（2003）采用商業(yè)提純和改性木質(zhì)素進(jìn)行了粉砂和粘土的土體改良，得出木質(zhì)素改良土體強(qiáng)度效果較好并能提高土體的水穩(wěn)性，試驗(yàn)相關(guān)照片如圖1-5所示。Ceylan等（2010）采用兩種木質(zhì)素，一種來源于商業(yè)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化工廠，另一種是乙醇加工廠的副產(chǎn)品，對(duì)低塑限粘土改良后發(fā)現(xiàn)，前者在低含水率下改良土強(qiáng)度較高，后者則在高含水率下改良土強(qiáng)度較高。Indraratna等（2015）認(rèn)為木質(zhì)素磺酸鹽改良粉砂的峰值剪切強(qiáng)度、極限剪切強(qiáng)度和內(nèi)摩擦角均隨用量的增加而增大。木質(zhì)素磺酸鹽處理后土體的體積變化表現(xiàn)為膨脹反應(yīng)，而塑性變化可忽略不計(jì)。Alazigha等（2016）對(duì)來自昆士蘭州的澳大利亞膨脹土通過木質(zhì)素磺酸鹽進(jìn)行改良，發(fā)現(xiàn)木質(zhì)素可減少土壤表面積，從而降低土體的水親和力，最終改善膨脹土的膨脹性。Mathew等（2017）開展了木質(zhì)素磺酸鈉和水泥替代海洋粘土的研究，結(jié)果表明木質(zhì)素磺酸鹽的最佳摻量（5%）顯著提高了改良土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度；木質(zhì)素磺酸鹽改良土的破壞應(yīng)變大于水泥土的破壞應(yīng)變，使其脆性降低。Ta"negonbadi等（2018；2017）用木材加工工業(yè)的廢液副產(chǎn)品木質(zhì)素磺酸鹽改良高塑性粘土（CH），結(jié)果表明改良土剛度和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度得到提高，并且改良土不會(huì)表現(xiàn)出過大的脆性；木質(zhì)素磺酸鹽使改良土的粘聚力增加，但對(duì)土體內(nèi)摩擦角沒有顯著影響；直接剪切強(qiáng)度在干濕循環(huán)后有較大降低。Ceylan等（2019）以生物燃料副產(chǎn)物無

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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