攀钢高炉渣地基土的力学特性研究

论文摘要

为了探索攀钢高炉渣地基土的力学特性,预测高炉渣特殊地基土对上部结构物的影响作用,论文结合土力学、热传学、材料科学等学科知识,从攀钢高炉渣土的力学试验出发,对攀钢高炉渣土进行了试验研究和理论研究。论文从高炉渣工程应用的研究出发,提出了前人在高炉渣工程应用研究上忽略了的高炉渣作为基础持力层方面的研究。分析了高炉渣工程应用的发展现状及前景。主要研究了攀钢高炉渣的形成机理及其矿物组成和化学成分,分析了高炉渣土作为地基持力层的可能性及存在的问题。本文主要通过对高炉渣地基土进行了颗粒分析试验、热膨胀试验、击实试验、压缩试验、剪切试验以及现场平板载荷试验,并通过对试验结果的分析,以及和其它常见地基土进行对比,分析了具有攀钢特色的高炉渣特殊地基土的力学特性。试验研究结果表明：1、未翻动高炉渣试样的热膨胀系数比翻动高炉渣的热膨胀系数大,高炉渣随着堆积时间的增长,其热膨胀系数越小；2、攀钢高炉渣土的最大干密度与碎石的干密度较接近：3、在含水量为4%及10%两种情况下,随着高炉渣体压实度的提高,土体的抗剪强度指标以及抗压缩性能均随之逐渐提高,当压实度超过某个特征点之后,压缩系数及内摩擦角的变化趋势变平缓,数值趋于稳定；4、在压实度系数为0.88的条件下,随着土体含水量的提高,土体的抗剪强度指标及抗压缩性能均随之降低；5、击实试验的结果存在尺寸效应,试样尺寸对于试验结果有一定程度的影响,而击实功的大小与土体击实后的强度之间并无直接关系,在不同击实功条件下击实的土体,只要物理状态(干密度、含水量等)相似,其强度指标及抗压缩性并不会因为击实功的增加而提高；6、高炉渣地基土的承载力性能要远远优于同地区的昔格达粘土岩、冰期卵石层。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外高炉渣综合利用现状
• 1.1.1 国外高炉渣综合利用现状
• 1.1.2 国内高炉渣综合利用现状
• 1.1.3 高炉渣利用存在的问题
• 1.2 本课题研究的目的与意义
• 1.3 课题的来源及研究的主要内容
• 1.3.1 课题的来源和背景
• 1.3.2 论文的主要研究内容
• 第二章 高炉渣的形成机理及作为地基土的性能研究
• 2.1 高炉渣的来源和组成
• 2.1.1 高炉渣的化学组成
• 2.1.2 高炉渣的矿物组成
• 2.2 攀钢高炉渣的物理性能
• 2.2.1 翻动高炉渣
• 2.2.2 未翻动高炉渣
• 2.3 高炉渣的现场颗分试验
• 2.4 攀钢高炉渣的矿物组成及化学成分
• 2.5 建筑工程中常见的地基土
• 2.5.1 岩石
• 2.5.2 碎石土
• 2.5.3 砂土
• 2.5.4 粉土
• 2.5.5 粘性土
• 2.5.6 多年冻土
• 2.5.7 污染土
• 2.5.8 人工填土
• 2.6 高炉渣土作为地基持力层的可能性及存在的问题
• 2.6.1 高炉渣土作为地基土的使用情况
• 2.6.2 高炉渣的热膨胀试验
• 2.6.3 高炉渣的体积稳定性分析
• 2.6.4 改善高炉渣体积稳定性的方法
• 2.6.5 高炉渣的腐蚀性
• 2.6.6 攀钢高炉渣作为地基土的可能性及存在问题
• 2.7 本章小结
• 第三章 高炉渣土的击实特性研究
• 3.1 概述
• 3.2 试验原理
• 3.3 试验方法
• 3.4 试验结果及分析
• 3.4.1 轻型击实试验结果
• 3.4.2 重型击实试验结果
• 3.4.3 击实功对击实试验结果的影响
• 3.4.4 不同试样尺寸对击实结果的影响
• 3.5 实验结果与经验公式计算结果的比较
• 3.6 试验结果与常见地基土力学指标对比分析
• 3.7 小结
• 第四章 高炉渣土的压缩特性研究
• 4.1 概述
• 4.2 含水量一定,压实度变化的压缩试验
• 4.2.1 试样制备方法及试验方案
• 4.2.2 试验结果及分析
• 4.3 压实度一定,含水量变化的压缩试验
• 4.3.1 试样制备方法及试验方案
• 4.3.2 试验结果与分析
• 4.4 试验结果与常见地基土力学指标对比分析
• 4.5 小结
• 第五章 高炉渣土的抗剪强度特性研究
• 5.1 概述
• 5.2 压实度一定,含水量变化的剪切试验
• 5.2.1 试样制备方法及试验方案
• 5.2.2 试验结果及分析
• 5.3 含水量一定,压实度变化的剪切试验
• 5.3.1 试样制备方法及试验方案
• 5.3.2 试验结果及分析
• 5.4 试验结果与常见地基土力学指标对比分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 高炉渣土的承载力特性研究
• 6.1 概述
• 6.2 现场试验
• 6.2.1 平板载荷试验设备的安装
• 6.2.2 试验步骤
• 6.2.3 终止加载条件
• 6.3 试验结果及分析
• 6.3.1 压力—沉降量（p-s）关系曲线
• 6.3.2 评价地基土的承载力
• 6.3.3 评价地基土的变形模量
• 6.4 试验结果与常见地基土力学指标对比分析
• 6.5 小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 7.3 论文中存在的不足
• 致谢
• 参考文献
• 附录 （攻读硕士学位期间发表论文目录）