复合土防渗韧性垫层材料研究

复合土防渗韧性垫层材料研究

论文摘要

复合土韧性垫层是一种以粘土为主的粘土基防渗材料。我国古代修筑城墙和建造地下墓室时,就在土中掺加桐油、糯米汁等材料,提高土体的粘结强度、耐久性和抗渗性,取得了非常好的效果。当代城市化的发展,带来了人类生活空间向地下拓展和城市垃圾处理的问题,其中地下工程和垃圾填埋场衬垫的防渗材料,成为防渗成功与否的关键。复合土韧性垫层是采用古代处理土工材料的思路,结合现代的材料和试验设计方法,产生的一种新型防渗材料。其成材初期具有良好的流动性,结石体则具有低渗透性和较好的韧性,可以用于地下室防渗及垃圾填埋场等防渗工程。本文主要探讨采用正交优化设计的方法,设计以红粘土为主,粉煤灰、膨润土、糯米汁、生石灰为添加剂的防渗复合土。针对复合土的土工特性做了以下工作:(1)利用联合液塑限仪测定复合土样的液塑限;(2)进行剪切试验,测定各复合土在7天、14天、28天的剪切强度变化情况;(3)进行渗透试验,测定各复合土样在无上覆有效应力下,28天、60天、90天的干、湿密度、渗透系数等的变化情况;(4)利用试验数据,采用极差分析的方法,分析抗剪、抗渗特性的主要影响因素和最优组合;(5)利用扫描电子显微镜,X射线衍射等方法,从微观角度比较复合土与原状红粘土。通过对观测数据进行整理分析,得出以下结论:1.复合土材料强度随时间增加而变大,影响复合土抗剪切强度的主要因素为粉煤灰和糯米汁;2.复合土材料的渗透系数随时间变化而减小,渗透系数在土体无上覆有效应力下仍能达到1×10-7cm/s的规范要求;3.既可满足随时间变化强度变化小的强度韧性要求,又可同时满足渗透性低的复合土的配合比为8#样。4.由于采用了土粉技术,复合土垫层施工方便,只要浇捣即可,不需要夯压、无搭接裂缝,因而有利于大面积防渗施工。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 引言
  • 1.1 概述
  • 1.2 国内外研究现状及其发展
  • 1.2.1 工程防渗
  • 1.2.2 防渗材料
  • 1.2.3 预防水系统及灌浆技术
  • 1.3 本研究的必要性及可行性
  • 1.3.1 必要性
  • 1.3.2 可行性
  • 1.4 本课题所做的主要工作及创新
  • 1.4.1 主要工作
  • 1.4.2 主要创新点
  • 1.4.3 研究进程与时间安排
  • 第2章 原材料性能及工艺流程
  • 2.1 原材料性能
  • 2.1.1 红粘土
  • 2.1.2 糯米汁
  • 2.1.3 粉煤灰
  • 2.1.4 石灰
  • 2.1.5 膨润土
  • 2.2 试验原材料
  • 2.2.1 主材
  • 2.2.2 添加剂
  • 2.3 试验主要设备及工具
  • 2.4 工艺流程
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 复合土的正交试验设计
  • 3.1 正交试验原理
  • 3.2 复合土正交试验设计
  • 3.3 复合土试块试验方案
  • 3.4 液塑限试验
  • 3.4.1 试验方案
  • 3.4.2 试验数据
  • 3.4.3 结果分析
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 复合土剪切试验研究
  • 4.1 抗剪试验原理
  • 4.2 试验方案
  • 4.3 试验数据
  • 4.4 结果分析
  • 4.4.1 直观分析
  • 4.4.2 复合土剪切强度因素极差分析
  • 4.4.3 复合土的韧性分析
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 复合土抗渗试验研究
  • 5.1 理论依据
  • 5.1.1 土的渗透性和渗流
  • 5.1.2 影响土的渗透性的因素
  • 5.2 渗透试验方法
  • 5.2.1 常水头渗透试验
  • 5.2.2 变水头渗透试验
  • 5.3 试验数据
  • 5.4 渗透系数影响因素的极差分析
  • 5.5 复合土韧性垫层极差分析
  • 5.6 本章小结
  • 第6章 微观分析
  • 6.1 土的微观分析技术
  • 6.2 微观试验
  • 6.3 结果分析
  • 6.4 本章小结
  • 第7章 总结与建议
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读学位期间的研究成果
  • 相关论文文献

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