论文摘要
在工程中污染可以引起水泥土地基强度的降低,导致建筑物失稳或破坏,因此研究污染对水泥土的影响非常重要,这已经成为环境岩土工程领域中的一个新课题,但是目前国内外尚无检测污染水泥土的专用手段和方法。论文以H2SO4、NaOH溶液浸泡水泥土模拟环境污染水泥土,以含H2SO4、NaOH、MgCl2、MgSO4、Na2SO4等污染土的水泥土模拟土体污染水泥土,利用作者自行研制的水泥土电阻率自动测试仪,来研究环境污染和土体污染水泥土的电阻率特性,揭示了电阻率同污染成分、浓度（或含量）、龄期及无侧限抗压强度的变化规律。主要研究成果归纳如下:第一,通过仔细研究水泥土电学模型（Komine模型）,观察分析不同放大倍数下水泥土SEM照片,结合化学反应,指出了Komine模型存在的问题,提出了新的水泥土电学模型。第二,污染水泥土是一种特殊的电化学体系,在测试过程中必须考虑直流电的极化等电化学效应问题,通过试验并借鉴前人经验,提出了适合于污染水泥土的电阻率测试方法,并研制了电阻率自动测试仪,实现了测试过程的智能化,该仪器已被授予发明专利。第三,系统研究了环境污染下水泥土的电阻率特性。（1）H2SO4溶液浸泡下:水泥土电阻率、孔隙水电阻率均随着龄期的增加而增加,随着溶液浓度的增加而减小;结构因子随着龄期和溶液浓度的增加而增加;水泥土无侧限抗压强度随着水泥土电阻率的增加而增大;建立了水泥土电阻率预测公式;考虑侵蚀因子后,对Archie法则进行修正,建立了H2SO4侵蚀下的水泥土电阻率模型;初步提出用水泥土电阻率来评价水泥土受H2SO4侵蚀程度的量化指标。（2）NaOH溶液浸泡下:水泥土电阻率、孔隙水电阻率均随着龄期的增加而增加,随着溶液浓度的增加而减小;结构因子随着龄期的增加而减小,随着溶液浓度的增加而增加;水泥土无侧限抗压强度随着水泥土电阻率的增加而增大;建立了水泥土电阻率预测公式。第四,系统研究了土体污染下水泥土的电阻率特性。含H2SO4、MgSO4、Na2SO4污染土的水泥土电阻率均随着龄期的增加而增加,随着污染物含量的增加先增加后降低;含NaOH污染土的水泥土电阻率随着龄期和污染物含量的增加而增加;含MgCl2污染土的水泥土电阻率随着龄期的增加而增加,随着含量的增加而降低;建立了含MgCl2污染土的水泥土电阻率预测公式;含以上污染土的水泥土无侧限抗压强度均随着水泥土电阻率的增加而增大。第五,根据污染前后水泥土无侧限抗压强度的变化,建立了基于污染物浓度（或含量）的水泥土强度影响系数公式,可以对《建筑地基处理技术规范》的11.2.4-2式予以修正;将环境污染和土体污染根据污染成分的酸碱性综合划分为3种情形:酸性环境（以H2SO4为代表）、碱性环境（以NaOH为代表）、中性环境（以MgCl2、MgSO4、Na2SO4为代表）,对于以上特定的污染,只要测出水泥土电阻率后,就可以用相应的电阻率与强度关系式计算其强度值,由此得到通过水泥土电阻率计算桩身材料强度决定的单桩承载力确定方法。第六,水泥土电阻率随龄期、污染浓度（或含量）、无侧限抗压强度的变化是由于孔隙结构和导电离子数量的变化引起的,水泥土的电阻率越高,结构的整体导电性就越低,土颗粒之间的连接就越紧密,孔隙比就越小,孔隙的连通性就越差,导致水泥土的抗压强度越高。第七,水泥土的受压破坏过程实际上就是损伤的过程,而水泥土的电阻率能够很好的反映水泥土强度的变化规律。以受压过程中水泥土应变和电流变化为基准,得到了损伤演变方程,初步建立基于电阻率变化的水泥土损伤本构模型。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 环境岩土工程的研究现状1.1.1 环境岩土工程的发展1.1.2 水泥土材料腐蚀的研究现状1.2 电阻率理论的研究现状1.2.1 电阻率理论的发展1.2.2 电阻率法的应用现状1.3 本课题的研究意义及主要内容1.3.1 新的水泥土电学模型的建立1.3.2 水泥土电阻率自动测试仪的研制1.3.3 环境污染水泥土电阻率特性研究1.3.4 土体污染水泥土电阻率特性研究1.3.5 水泥土电阻率与其强度关系研究1.3.6 基于电阻率变化的水泥土损伤模型初探参考文献第二章 水泥土电学模型的修正及自动测试仪器的研制2.1 水泥土电学模型及修正2.1.1 水泥土电学模型（Komine模型）2.1.2 水泥土电学模型的修正2.2 水泥土电阻率的主要影响因素分析2.2.1 含水量对电阻率的影响2.2.2 孔隙比对电阻率的影响2.2.3 污染成分对电阻率的影响2.2.4 温度对电阻率的影响2.3 水泥土电阻率自动测试仪器的研制2.3.1 土的电阻率常用测试方法及原理2.3.2 研制前提2.3.3 仪器简介2.4 小结参考文献第三章 环境污染水泥土的电阻率特性试验3.1 试验方案和试验方法3.1.1 试验方案3.1.2 试验方法2SO4溶液侵蚀后水泥土的电阻率特性'>3.2 H2SO4溶液侵蚀后水泥土的电阻率特性3.2.1 电阻率同龄期的关系3.2.2 电阻率同浓度的关系3.2.3 电阻率与强度的关系3.2.4 预测公式的建立3.2.5 水泥土结构性指标的变化规律3.3 NaOH溶液侵蚀后水泥土的电阻率特性3.3.1 电阻率同龄期的关系3.3.2 电阻率同浓度的关系3.3.3 电阻率与强度的关系3.3.4 预测公式的建立3.4 小结第四章 土体污染水泥土的电阻率特性试验4.1 试验方案和试验方法4.1.1 试验方案4.1.2 试验方法2SO4污染土的水泥土电阻率特性'>4.2 含H2SO4污染土的水泥土电阻率特性4.2.1 电阻率同龄期的关系4.2.2 电阻率同含量的关系4.2.3 电阻率与强度的关系4.3 含NaOH污染土的水泥土电阻率特性4.3.1 电阻率同龄期的关系4.3.2 电阻率同含量的关系4.3.3 电阻率与强度的关系2污染土的水泥土电阻率特性'>4.4 含MgCl2污染土的水泥土电阻率特性4.4.1 电阻率同龄期的关系4.4.2 电阻率同含量的关系4.4.3 电阻率与强度的关系4.4.4 预测公式的建立4污染土的水泥土电阻率特性'>4.5 含MgSO4污染土的水泥土电阻率特性4.5.1 电阻率同龄期的关系4.5.2 电阻率同含量的关系4.5.3 电阻率与强度的关系2SO4污染土的水泥土电阻率特性'>4.6 含Na2SO4污染土的水泥土电阻率特性4.6.1 电阻率同龄期的关系4.6.2 电阻率同含量的关系4.6.3 电阻率与强度的关系4.7 小结第五章 水泥土电阻率应用于材料强度的研究5.1 水泥土桩身材料强度的修正5.1.1 环境污染水泥土5.1.2 土体污染水泥土5.1.3 水泥土桩身材料强度的腐蚀性影响通式5.2 水泥土单桩承载力电阻率确定方法5.2.1 目前的常用方法5.2.2 电阻率法5.3 电阻率变化机理分析5.4 小结参考文献第六章 基于电阻率变化的水泥土损伤模型初探6.1 损伤理论的基本知识6.2 水泥土损伤的宏观力学表现6.3 基于电阻率变化的水泥土损伤模型6.3.1 损伤变量6.3.2 损伤模型6.4 小结参考文献第七章 结论及建议7.1 结论7.2 建议致谢攻读学位期间完成的科研工作和发表的学术论文及成果太原理工大学土木工程系岩土工程学科历届博士学位论文题目
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标签：污染论文; 电阻率论文; 电学模型论文; 无侧限抗压强度论文; 损伤模型论文;
