煤矸石型CFG桩复合地基材料试验研究

论文摘要

煤矸石是煤矿排放的固体废渣,我们国家的年排放量近亿吨,累积量达30多亿吨,并且还在逐年增加。但利用率不足20%,是一种急待开发的可利用资源。CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)复合地基技术是中国建筑科学研究院20世纪80年代末开发的一项新的地基处理技术。具有工期短、施工速度快、工程造价低及质量容易控制等优点。本课题在CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)的基础上,研究采用价格低廉的自燃煤矸石,加入到CFG桩材料中替代其中的碎石和石屑做骨料,按照优化配比搅拌混合后形成具有凝结强度的桩体。桩、桩间土和褥垫层形成新型复合地基。降低造价,减少污染,扩大煤矸石综合利用率,提高综合效益。本文对煤矸石型CFG桩原材料配比进行了详细的室内模拟试验,并且取得了相应的成果。从中找到了煤矸石型CFG桩材料的合理配合比。另外本文从理论上阐述了煤矸石型CFG桩复合地基的加固机理。因为试验条件和试验内容的限制,结果还不能完全反应煤矸石、粉煤灰的活性规律和反应机理,但试验的结果有助于煤矸石、粉煤灰的利用,有助于煤矸石、粉煤灰等工业废料在地基处理中的推广应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究方法及研究内容
• 1.4 技术路线
• 1.5 试验得出的结论
• 1.6 本章小结
• 第2章 原材料性质研究
• 2.1 煤矸石的组成
• 2.1.1 煤矸石的矿物组成
• 2.1.2 煤矸石的化学组成
• 2.2 煤矸石的物理、力学性质研究
• 2.2.1 煤矸石密度、堆积密度、紧装密度
• 2.2.2 煤矸石的压碎值
• 2.3 粉煤灰的化学性质及品质评价
• 2.3.1 粉煤灰化学成分及物相组成
• 2.3.2 粉煤灰品质评价
• 2.4 粉煤灰的物理性质
• 2.4.1 密度、堆积密度、细度
• 2.4.2 颗粒形貌
• 2.4.3 需水性
• 2.4.4 抗压强度比
• 2.4.5 土工特性
• 2.5 石灰性质分析
• 2.6 水泥
• 2.7 本章小结
• 第3章 材料性能室内试验研究
• 3.1 试验原材料
• 3.1.1 自燃煤矸石
• 3.1.2 粉煤灰
• 3.1.3 石灰
• 3.1.4 水泥
• 3.2 自燃煤矸石、粉煤灰、水泥配合比研究
• 3.3 室内试验
• 3.3.1 试验原理
• 3.3.2 试验步骤
• 3.3.3 混合料配比设计方案（重量比）
• 3.3.4 无侧限抗压强度试验试样制备方案及测试
• 3.4 试验结果与结果分析
• 3.4.1 试验结果
• 3.4.2 结果分析
• 3.4.3 混合料强度机理分析
• 3.5 影响抗压强度的因素分析
• 3.5.1 水泥与粉煤灰的含量以及外掺剂的影响
• 3.5.2 集料的级配影响
• 3.5.3 压实强度以及试样养护条件的影响
• 3.6 本章小结
• 第4章 煤矸石型CFG 桩复合地基理论研究
• 4.1 煤矸石型CFG 桩复合地基的必要性和可行性研究
• 4.1.1 必要性研究
• 4.1.2 可行性研究
• 4.2 煤矸石型CFG 桩复合地基的加固机理
• 4.2.1 复合地基概念及分类
• 4.2.2 加筋垫层技术
• 4.2.3 煤矸石型CFG 桩复合地基效应
• 4.3 复合地基荷载传递特性
• 4.4 煤矸石型CFG 桩复合地基变形特性
• 4.5 煤矸石型CFG 桩施工工艺与技术探讨
• 4.5.1 振动沉管施工工艺与技术探讨
• 4.5.2 长螺旋钻管内泵压施工工艺与技术探讨
• 4.6 煤矸石型CFG 桩复合地基的工程特性
• 4.7 社会、环境效益分析
• 4.8 本章小结
• 第5章 存在的问题及进一步研究的思路
• 5.1 存在问题
• 5.2 进一步研究的思路
• 5.3 本章小结
• 结论
• 1.本文主要成果
• 2.对于进一步工作建议
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果