固化作用下高含水率粘性土工程特性与压实控制研究

作     者：朱盛 

作者单位：武汉大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邹维列

授予年度：2018年

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 081503[工学-水工结构工程] 

主      题：复合固化剂 高含水率粘性土 减水效果 空气体积率 压实控制 压实度 

摘      要：堤防工程事关国计民生,与政治、经济及社会的发展密不可分,为保证堤防工程的填筑质量,堤防填料必须具有足够的抗渗性和强度。但是堤坝沿线填筑土料因类型和质量不均,工程性质差而难以直接用于堤防填筑工程。对不满足工程要求的土料,采取掺加不同材料进行固化改良处理的方法。本文依托黑龙江省松花江流域堤防工程,系统的开展了高含水率粘性土固化改性后作为堤防填料的试验研究。主要工作及研究成果如下:1.总结了固化剂用作粘性土改性的研究历史和现状;阐述了固化剂改性的基本机理、和高含水率粘性土的矿物特性,归纳了影响固化效果的因素。2.总结了高含水率粘性土用作堤防填料的相关规范要求。测得松花江流域高含水率粘性土的各项基本特性,得出松花江流域高含水率粘性土并不符合堤防填料规范要求的结论,需进行固化改性。3.选取水泥+石灰+粉煤灰+细砂的复合固化材料,通过室内试验,量测固化过程中的强度、压实度、渗透系数、水稳定性、及含水率等性质的变化,评价了不同固化材料的脱水固化效果,揭示了试验后期固化效率低的主要原因,并分析了试样养护龄期和压实度对固化效果的影响。4.采用击实、浸水和冻融循环等系列室内试验,研究了空气体积率Va对黏土压实质量控制、压实黏土的浸水稳定性和冻融循环作用的影响。结果表明:(1)相同击实能时,由不同击实类型(重、轻型)所得到的与最大干密度和最优含水率相对应的空气体积率(Va)不同;相同击实类型时,不同击实能对应于最大干密度时的空气体积率值却基本一样;(2)压实黏土的浸水破坏时长随空气体积率的减小而增加,呈现出明显的“三阶段特征,且不同压实黏土在三个阶段的空气体积率临界值接近;(3)整体上压实黏土经历多次冻融循环后的无侧限抗压强度衰减系数Q随空气体积率的增大而减小;(4)提出了寒区黏土堤防填筑的空气体积率应控制在10%以内的建议。5.总结了仅用压实度作为压实控制指标的不完善性,侧重分析了空气体积率作为粘性土压实控制的附加指标的合理性和优越性。