本文结合防渗工程,通过掺入粉煤灰进一步改性水泥土,研究水泥土的强度和渗透性。主要研究成果如下:(1)水泥土的室内试验结果表明,随着龄期的增加,水泥土抗压强度及抗渗性能增强,早期强度增长较快,后期强度的增长幅度有所减小;水泥土强度受水泥的影响较粉煤灰大;掺入粉煤灰后,水泥土后期的抗渗性能及强度增长幅度较大,但粉煤灰对水泥土后期渗透性的影响较对强度的影响大;随着粉煤灰掺入量的增加,水泥土的抗压强度和抗渗性能增强。(2)水泥土的现场取样试验结果表明,多头水泥搅拌桩喷气孔的下部强度明显低于喷浆孔的下部强度;对于掺粉煤灰的水泥土,喷气孔上部水泥土中粉煤灰的掺量增大,水泥土的强度及抗渗性能均优于喷浆孔。(3)水泥土的环境电子扫描试验结果表明,水泥土的骨架颗粒以粒状为主,水泥凝胶体及水化物结晶普遍存在于土颗粒表面及其粒间孔隙,从而使得水泥土的结构较致密。现场水泥土比室内水泥土更致密,填充作用较为明显。(4)有限元模拟分析结果表明,防渗墙从单排搅拌桩变为双排搅拌桩时,防渗墙对水头的削减作用提高11.54%;搅拌桩的长度由15.3m增加到22.3m,防渗墙对水头的削减作用提高39.72%;防渗墙的渗透系数由3.0×10-3cm/s减小到9.86×10-7cm/s,防渗墙对水头的削减作用提高79.123%;防渗墙越厚、桩长越长、渗透系数越小,防渗墙削减的水头越多。
1 绪论 12-20
1.1 引言 12
1.2 水泥土搅拌法的特点及适用范围 12-13
1.3 国内外研究现状综述 13-18
1.3.1 水泥土搅拌法的发展 13-14
1.3.2 水泥土的加固机理及微观结构 14-16
1.3.3 水泥土的性能及其影响因素 16-18
1.4 本文研究的主要内容 18-20
2 水泥土的强度试验研究 20-34
2.1 试验方案 20-22
2.1.1 试验材料 20
2.1.2 试样制备 20-21
2.1.3 试样养护 21
2.1.4 无侧限抗压强度试验 21-22
2.2 室内水泥土试验结果及其分析 22-27
2.2.1 水泥土的物理性质 22
2.2.2 无侧限抗压强度结果及分析 22-27
2.3 现场取芯试样的强度试验 27-32
2.3.1 多头搅拌桩施工工艺 27-28
2.3.2 现场取芯情况 28-29
2.3.3 试样加工 29-30
2.3.4 无侧限抗压强度试验结果及分析 30-32
2.4 本章小结 32-34
3 水泥土的渗透试验研究 34-45
3.1 渗透理论 34-36
3.1.1 渗透基本理论 34
3.1.2 达西定律 34
3.1.3 渗透系数的测定 34-36
3.2 试验方案 36-37
3.2.1 试验材料 36
3.2.2 试样制备 36
3.2.3 试样养护 36
3.2.4 变水头渗透试验 36-37
3.3 室内水泥土试验结果及分析 37-41
3.3.1 水泥土变水头渗透试验结果及分析 37-41
3.3.2 水泥土渗透性与强度的关系 41
3.4 现场取芯试样的渗透试验 41-43
3.4.1 试样加工 41-42
3.4.2 变水头渗透试验结果及分析 42-43
3.5 本章小结 43-45
4 水泥土的微观结构分析 45-51
4.1 扫描电镜的应用 45
4.2 水泥土的微观结构特性 45-46
4.2.1 土的微观结构特性 45-46
4.2.2 水泥矿物的微结构特性 46
4.2.3 粉煤灰的微结构特性 46
4.3 水泥土微观结构分析 46-50
4.3.1 室内水泥土样微观结构分析 47-48
4.3.2 现场水泥土样微观结构分析 48-49
4.3.2 室内与现场水泥土样微观结构对比分析 49-50
4.4 本章小结 50-51
5 渗流有限元分析 51-61
5.1 渗流有限元计算 51-52
5.1.1 渗流计算方法 51
5.1.2 渗流有限元分析步骤 51-52
5.2 ADINA 软件的渗流分析 52-53
5.2.1 ADINA 有限元软件 52-53
5.2.2 温度场与渗流场计算理论的相似性分析 53
5.3 渗流分析 53-59
5.3.1 工程概况 54-55
5.3.2 防渗墙渗流有限元分析 55-59
5.4 本章小结 59-61
6 结论与展望 61-63
6.1 本文主要结论 61-62
6.2 展望 62-63
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