粉煤灰改性分散性土的工程特性及其機(jī)制研究
本文選題:分散性土 + 粉煤灰 ; 參考:《西北農(nóng)林科技大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:分散性土是近年來巖土工程領(lǐng)域較為關(guān)注的特殊土類之一,其具有抗沖蝕能力低、破壞過程迅速、隱蔽的特點(diǎn),對處于分散性土地區(qū)的水利工程等產(chǎn)生極大的危害。粉煤灰作為燃煤火電廠的次生產(chǎn)物,本身具有一定的活性和黏聚力,并且具有壓縮性小、強(qiáng)度高、水穩(wěn)性強(qiáng)等工程特點(diǎn),因此可作為土體的改性材料。本文基于黏性土體的分散機(jī)理,采用針孔試驗(yàn)、碎塊試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、自身抗?jié)B試驗(yàn)、掃描電鏡試驗(yàn)以及壓汞試驗(yàn)等方法,研究了粉煤灰對分散性土的分散性、壓縮性、強(qiáng)度特性、抗?jié)B性能以及微觀結(jié)構(gòu)的影響,并對粉煤灰改性分散性土的機(jī)制進(jìn)行了分析。研究結(jié)論如下。(1)粉煤灰對分散性土的分散性具有良好的改性效果,影響因素主要包括粉煤灰劑量、養(yǎng)護(hù)齡期和壓實(shí)度。隨著粉煤灰劑量的增加,養(yǎng)護(hù)齡期的延長,壓實(shí)度的提高,分散性土逐漸喪失分散性,先呈現(xiàn)過渡性土的特征,進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)榉欠稚⑿酝痢=ㄗh在實(shí)際工程中,粉煤灰劑量大于4%,養(yǎng)護(hù)7d以上,壓實(shí)度控制在96%以上。(2)粉煤灰可有效降低土體的壓縮變形,提高土體的強(qiáng)度及抗?jié)B性能。在同一養(yǎng)護(hù)齡期下,隨著粉煤灰劑量和養(yǎng)護(hù)齡期的增加,土體的壓縮性均逐漸降低,無側(cè)限抗壓強(qiáng)度逐漸增大。養(yǎng)護(hù)7d后,土體的壓縮性基本處于一種穩(wěn)定狀態(tài)。養(yǎng)護(hù)初期,粉煤灰劑量對土體的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度幾乎沒有影響。在分散性土中摻入粉煤灰后,土體的滲透破壞坡降逐漸增大,土體的抗?jié)B性能顯著增強(qiáng),可提高土體的滲透穩(wěn)定性。(3)粉煤灰改性分散性土的主要機(jī)制包括水解水化反應(yīng)、離子交換反應(yīng)、硬凝反應(yīng)等,通過這些反應(yīng),土體的壓縮性明顯降低,無側(cè)限抗壓強(qiáng)度以及抗?jié)B性能顯著提高。掃描電鏡結(jié)果表明,粉煤灰與分散性土反應(yīng)生成的水化產(chǎn)物逐漸增多,使得骨架顆粒之間的接觸面積增大,骨架顆粒之間的接觸方式由點(diǎn)接觸轉(zhuǎn)變?yōu)槊娼佑|,土體的密實(shí)性增加。壓汞試驗(yàn)結(jié)果表明,顆粒之間的孔隙逐漸減小,直徑在1~10μm的孔隙數(shù)量減小,0.1~1μm的孔隙數(shù)量增加。
[Abstract]:Dispersive soil is one of the special soils in geotechnical engineering field in recent years. It has the characteristics of low erosion resistance, rapid failure process and concealment, which has great harm to water conservancy projects in dispersed land areas.Fly ash, as the secondary product of coal-fired power plant, has certain activity and cohesion, and has the engineering characteristics of low compressibility, high strength and strong water stability, so it can be used as the modified material of soil.In this paper, based on the dispersion mechanism of clay soil, the methods of pinhole test, fragment test, compression test, unconfined compressive strength test, self impermeability test, scanning electron microscope test and mercury injection test are used.The influence of fly ash on dispersity, compressibility, strength, impermeability and microstructure of disperse soil was studied, and the mechanism of fly ash modified dispersible soil was analyzed.The results are as follows: (1) fly ash has a good effect on the dispersity of dispersible soil, and the influencing factors mainly include the dosage of fly ash, curing age and compaction.With the increase of the dosage of fly ash, the prolongation of curing age, the increase of compaction degree, the dispersive soil gradually loses its dispersity, and it first presents the characteristics of transitional soil and then changes into non-dispersive soil.It is suggested that in practical engineering, the dosage of fly ash is more than 4, the curing time is more than 7 days, and the compaction degree is more than 96%.) fly ash can effectively reduce the compression deformation of soil and improve the strength and impermeability of soil.Under the same curing age, with the increase of fly ash dosage and curing age, the compressibility of soil gradually decreases, and the unconfined compressive strength increases gradually.After 7 days of curing, the compressibility of soil is basically in a stable state.At the early stage of curing, the dosage of fly ash has little effect on the unconfined compressive strength of soil.After the addition of fly ash into dispersible soil, the slope of soil seepage failure gradually increases, and the impermeability of soil increases significantly, which can improve the permeability stability of soil. The main mechanism of fly ash modified dispersible soil includes hydrolysis and hydration reaction.Through these reactions, the compressibility of soil is obviously reduced, and the unconfined compressive strength and impermeability are improved significantly.The SEM results show that the hydration products produced by the reaction of fly ash with dispersible soil increase gradually, which makes the contact area between skeleton particles increase, and the contact mode between skeleton particles changes from point contact to surface contact.The compactness of soil is increased.The results of mercury injection test show that the porosity between particles decreases gradually, and the number of pores with diameter of 1 ~ 10 渭 m decreases by 0.1 渭 m.
【學(xué)位授予單位】:西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:TV223
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,本文編號(hào):1735389
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