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基于水分转化模型的淤泥固化机理研究

专 业: 岩土工程
关键词: 淤泥 固化机理 矿物水 结合水 水分转化 疏浚工程
分类号: TV851
形 态: 共 101 页 约 66,155 个字 约 3.164 M内容
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内容摘要


疏浚工程中会产生大量的疏浚淤泥,固化方法可以有效的将废弃淤泥转化为土资源进行使用。

针对淤泥固化机理难以定量研究的问题,本文提出从水分转化的角度对水泥加固淤泥的固化机理进行研究。

具体研究内容如下:1淤泥固化过程中的水分转化规律研究。

研究首先对水泥加固淤泥的特点进行了分析,提出将固化淤泥和水泥水分产物中的水分划分为自由水、结合水和矿物水,并以土水结合势能pF>7.0作为矿物水的划分,以pF3.8~7.0作为结合水的划分。

通过对三种淤泥在不同水泥量和不同龄期固化过程中矿物水和结合水的测定,分别建立了淤泥固化过程中随水泥量和龄期增加的水分转化模型。

模型表明,水泥在固化淤泥过程中,首先与淤泥中低势能的自由水进行反应,将淤泥中的自由水转化为水泥水化产物中的矿物水和结合水。

水化产物中的矿物水量可以用来表征结晶态水泥水化产物的量,水化产物中的结合水量可以用来表征凝胶态水泥水化产物的量。

2固化淤泥力学性质研究。

对三种淤泥在不同水泥量和龄期下固化后进行了无侧限抗压强度试验、等向压缩试验和固结不排水三轴剪切试验。

通过试验明确了固化淤泥的强度、变形、破坏模式、抗剪强度参数、变形系数、结构屈服应力、等向压缩系数、固化淤泥孔隙比等指标随水泥量和龄期的变化规律。

基于对力学性质的分析,提出了水泥加固淤泥过程的强度来源于水泥水化产物的胶结、填充和骨架支撑作用。

3水分转化量与固化淤泥力学性质的关系。

通过将水泥固化淤泥中水化产物中的矿物水量和结合水量与力学性质指标的定量分析,提出了结晶态水化产物对强度一直有贡献,而凝胶态水化产物的量当值比较低时,对强度贡献作用较低,增加到一定量时对强度起主导作用。

当两种水化产物的量都比较低时,固化淤泥不具有明显的强度..……

全文目录


文摘
英文文摘
前言
论文说明:图表目录、符号说明
第一章 绪论
1.1研究背景
1.2淤泥常用处理处置技术研究现状
1.2.1抛泥抛填处置
1.2.2吹填造地
1.2.3脱水处理
1.2.4热处理
1.3淤泥固化处理技术研究现状
1.3.1固化材料
1.3.2淤泥固化土物理力学性质研究现状
1.4淤泥固化机理研究现状
1.4.1固化材料的反应
1.4.2固化机理常用研究方法
1.4.3水化产物的种类和形态
1.4.4水化产物的定量化研究现状
1.5土中和水泥水化产物中的水分研究现状
1.5.1土中水分研究现状
1.5.2水泥水化产物中的水分
1.6本文主要研究内容和技术路线
1.6.1主要研究内容
1.6.2技术路线
第二章 试验设计
2.1试验材料
2.1.1淤泥
2.1.2 水泥
2.2试验设计
2.2.1试样制备
2.2.2固化淤泥力学性质试验
2.2.3淤泥和固化淤泥中的水分测定试验
第三章 淤泥固化过程中水分的转化规律
3.1淤泥固化中的水分转化原理
3.1.1固化淤泥中的水分分类
3.1.2淤泥固化过程中水分的转化原理分析
3.1.3淤泥固化过程中水分的测定和计算
3.2淤泥固化过程中的水分随水泥量的转化模型
3.2.1淤泥固化过程中蒸发掉的水量me
3.2.2淤泥固化过程中孔隙水PW随水泥量的转化
3.2.3淤泥固化过程中结合水随水泥量的转化
3.2.4淤泥固化过程中随水泥量的水分转化模型
3 3淤泥固化过程中水分随龄期的转化模型
3.3.1淤泥固化过程中孔隙水量随龄期的转化
3.3.2淤泥固化过程中结合水随龄期的转化
3.3.3淤泥固化过程中随龄期的水分转化模型
3.4本章小结
第四章 固化淤泥力学性质研究
4.1固化淤泥的无侧限抗压强度试验
4.1.1固化淤泥的应力-应变关系
4.1.2固化淤泥的无侧限抗压强度
4.1.3固化淤泥的破坏应变
4.1.4固化淤泥的变形系数E50
4.2固化淤泥的等向压缩试验
4.2.1固化淤泥等向压缩曲线
4.2.2固化淤泥初始孔隙比e0的变化
4.2.3固化淤泥等向压缩系数a1-2的变化
4.2.4等向压缩试验结构屈服应力pc的变化
4.3固化淤泥的固结不排水CU三轴试验
4.3.1固化淤泥的CU三轴试验破坏模式
4.3.2固化淤泥的CU三轴试验的孔压-应变关系
4.3.3固化淤泥的有效应力路径
4.3.4固化淤泥的抗剪强度指标
4.4本章小结
第五章 水分转化量与固化淤泥力学性质的关系
5.1水分转化与固化淤泥破坏模式的关系
5.2水分转化与固化淤泥强度的关系
5.2.1水分转化与固化淤泥无侧限抗压强度的关系
5.2.2水分转化与固化淤泥结构屈服应力pc的关系
5.2.3水分转化与固化淤泥抗剪强度参数的关系
5.3水分转化量与固化淤泥变形的关系
5.3.1水分转化量与固化淤泥破坏应变的关系
5.3.2水分转化与固化淤泥变形系数E50的关系
5.4水分转化与固化淤泥初始孔隙比e0的关系
5.5本章小结
第六章 结论与展望
6.1研究结论
6.2展望
参考文献

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中图分类: > TV851 > 工业技术 > 水利工程 > 治河工程与防洪工程 > 治河方法(河道整治) > 疏浚(河床整理)

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