振动沉模混合砂浆防渗料振动效应的试验研究

论文摘要

堤防工程是防御洪水的最后屏障,也是防洪体系的重要组成部分,堤防一旦发生破坏对堤内人民生命财产和社会经济发展影响很大。本文在分析我国堤防特点的基础上,总结分析了堤防险情的类型和险情出现的比例。渗透破坏己经成为堤防破坏的重要原因,是堤防加固处理的主要内容。防渗加固是处理病险堤坝的主要工程措施,包括堤坝上游的垂直防渗和水平防渗以及堤坝下游的排水减压等。目前,堤防工程中常用的垂直防渗加固技术有:灌浆、防渗墙、高压喷射注浆、深层搅拌和垂直铺塑等,其中,防渗墙技术是垂直防渗处理的主要技术之一。随着施工机械和技术的不断进步,在堤防防渗加固中,出现了许多防渗墙新技术、新工艺、新设备和新材料。本文在回顾和总结国内外防渗墙技术的研究成果及应用现状的基础上,针对振动沉模防渗墙技术,侧重研究了堤防振动沉模防渗料的性状。防渗料的性状是振动沉模防渗墙处治中的关键技术,而分层性状又是影响混合砂浆防渗料和易性、可泵性、流动性、离析性和泌水性的控制性指标。同时,混合砂浆防渗料的分层性也直接影响着墙体的质量和纵向均匀性。分层性状是混合砂浆防渗料的控制性指标,它不仅与原材料组成及用量有关,在振动沉模防渗墙这种特殊的施工工艺中,分层性与振动也是密切相关的,因此,研究混合砂浆防渗料的振动效应也是关键所在。混合砂浆防渗料为非常规材料,无专门规程规范可循,因此,通过试验,研究原料组成及对防渗料力学性能和渗透性能的影响,以便工法实施得更有效、可靠和节省,从而使振动沉模防渗墙技术的研究水平上一个新台阶。本文工作内容主要包括:1、通过混合砂浆防渗料试件的稠度、分层度试验,系统分析混合砂浆防渗料不同原材料用量以及试验条件和试验操作对分层性的影响程度,揭示混合砂浆防渗料各组分不同掺量对分层性的影响规律。2、研究不同原料的组成及用量对混合砂浆试件的力学性能及防渗性能的影响规律。3、结合振动沉模防渗墙技术,通过分层模型的振动台试验,分析混合砂浆防渗料的振动效应。研究混合砂浆防渗料的分层性随振动时间的显现情况,揭示其力学性能及渗透性能指标随振动时间的变化规律。4、采用相同配比及振动时间的模型试验,推导防渗墙体不同深度的稠度、抗压强度、弹性模量、吸水率等性能指标的计算公式。5、利用扫描电子显微镜对不同状态下的混合砂浆进行试验研究,分析其微观结构,用微观结构解释其宏观行为。6、针对堤防工程,提出了应用振动沉模防渗墙技术尚待进一步研究和解决的问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 堤坝防渗和加固技术的发展
• 1.2 防渗墙技术的发展
• 1.3 振动沉模防渗墙技术
• 1.3.1 施工工艺
• 1.3.2 成墙机理
• 1.3.3 工艺特点
• 1.3.4 施工要求
• 1.4 防渗材料的发展
• 1.5 研究意义及本文完成的主要工作
• 1.5.1 研究意义
• 1.5.2 本文完成的主要工作
• 第二章 混合砂浆防渗料工作性能试验研究
• 2.1 试验原材料
• 2.1.1 水泥
• 2.1.2 粉煤灰
• 2.1.3 砂
• 2.1.4 土料
• 2.1.5 拌合水
• 2.2 混合砂浆防渗料工作性的测定
• 2.2.1 混合砂浆拌合物的工作性
• 2.2.2 混合砂浆分层性的测定
• 2.3 原料掺量对分层性的影响
• 2.3.1 水泥对混合砂浆防渗料分层性的影响
• 2.3.2 灰砂比对混合砂浆防渗料分层性的影响
• 2.3.3 砂细度模数和级配对混合砂浆防渗料分层性的影响
• 2.3.4 掺土量对混合砂浆防渗料分层性的影响
• 2.3.5 粉煤灰对混合砂浆防渗料分层性的影响
• 2.3.6 水胶比对混合砂浆防渗料分层性的影响
• 2.3.7 配制工艺对混合砂浆防渗料分层性的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 混合砂浆硬化性能的试验研究
• 3.1 引言
• 3.2 抗压强度的测试及影响因素
• 3.2.1 水泥对混合砂浆抗压强度的影响
• 3.2.2 粉土和粘土对混合砂浆抗压强度的影响
• 3.2.3 砂对混合砂浆抗压强度的影响
• 3.2.4 粉煤灰对混合砂浆抗压强度的影响
• 3.2.5 水胶比对混合砂浆抗压强度的影响
• 3.2.6 养护龄期对混合砂浆强度的影响
• 3.3 弹性模量的测试及影响因素
• 3.3.1 测试方法
• 3.3.2 水泥对混合砂浆弹性模量的影响
• 3.3.3 粉土和粘土对混合砂浆弹性模量的影响
• 3.3.4 砂率对混合砂浆弹性模量的影响
• 3.3.5 粉煤灰对混合砂浆弹性模量的影响
• 3.3.6 水胶比对混合砂浆弹性模量的影响
• 3.4 抗渗性能的测试及影响因素
• 3.4.1 混合砂浆渗透原因分析
• 3.4.2 抗渗性能的测试
• 3.4.3 水泥用量对混合砂浆抗渗性的影响
• 3.4.4 粘土及粉土对混合砂浆抗渗性的影响
• 3.4.5 砂率对混合砂浆抗渗性的影响
• 3.4.6 粉煤灰对混合砂浆抗渗性的影响
• 3.4.7 水胶比对混合砂浆抗渗性的影响
• 3.4.8 其它因素对混合砂浆抗渗性的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 混合砂浆防渗料振动效应试验研究
• 4.1 振动分层机理分析
• 4.2 混合砂浆的分层性振动效应试验
• 4.2.1 混合砂浆防渗料分层性随振动时间的变化规律
• 4.2.2 分层抗压强度随振动时间的变化规律
• 4.2.3 分层弹性模量随振动时间的变化规律
• 4.2.4 抗渗性随振动时间的变化规律
• 4.3 本章小结
• 第五章 防渗料分层模型试验及微观结构分析
• 5.1 试筒模型
• 5.2 试验结果分析
• 5.3 混合砂浆试件的微观结构分析
• 5.3.1 微观分析的发展
• 5.3.2 水泥砂浆微观试验
• 5.3.3 混合砂浆的微观结构分析
• 5.3.4 不同振动时间混合砂浆的微观结构的对比分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 全文总结和展望
• 6.1 本文的主要工作和相关结论
• 6.2 下一步工作的展望
• 主要参考文献目录
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文