基于CT扫描的煤矸石二灰混合料冻融损伤特性研究

摘要

煤矸石二灰混合料作为道路基层材料，在路用过程中受冻融循环作用的影响，其承载能力会降低。目前对煤矸石混合料抗冻性能的研究资料相对较少，对其细观冻融损伤特性的研究资料仍未见报道。因此有必要对煤矸石二灰混合料的抗冻性能以及细观冻融损伤特性展开研究。
　　本文主要研究内容:首先进行了冻融试验设计和CT扫描试验设计。测定了煤矸石二灰混合料中各原材料的物理化学性能，各项指标均符合规范要求。在测得煤矸石二灰混合料的最佳含水率与最大干密度的基础上，通过冻融试验分析了煤矸石二灰混合料在冻融循环作用后的外观、质量以及抗冻性指标的变化规律。通过分析CT扫描试验的结果，运用数字图像处理技术定义了冻融损伤变量，计算了煤矸石二灰混合料内部不同区域不同材料的冻融损伤变量。通过图像分割技术计算了试件的横截面积损伤率。分析了煤矸石二灰混合料的冻融损伤特性。
　　结果表明:在15次冻融循环以内，煤矸石二灰混合料的抗冻性指标随冻融次数的增加呈线性衰减的趋势，煤矸石二灰混合料抗冻性能良好。冻融破坏对煤矸石二灰混合料造成的破坏程度由外向内逐渐减小，由外向内依次为破损区域、微损伤集中区域、微损伤衰减区域;冻融破坏产生的微损伤主要来自于二灰形成的胶结料。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 煤矸石混合料的国外研究现状

1．2．2 煤矸石混合料的国内研究现状

1．2．3 CT扫描技术国内外研究现状

1．3 存在的问题及本文主要研究内容

1．3．1 存在的问题

1．3．2 本文主要研究内容

第2章 煤矸石二灰混合料抗冻性能试验设计

2．1 冻融试验设计

2．1．1 煤矸石二灰混合料配合比的确定

2．1．2 压实度及试件参数确定

2．1．3 养生龄期与冻融次数的确定

2．1．4 冻融试验方法

2．1．5 试验主要仪器

2．2 CT扫描试验设计

2．2．1 CT扫描试验方案的制定

2．2．2 CT扫描试验设备

2．3 本章小结

第3章 煤矸石二灰混合料抗冻性能试验研究

3．1 原材料性能

3．1．1 煤矸石的物理化学性能

3．1．2 粉煤灰材性

3．1．3 石灰材性

3．2 最佳含水率与最大干密度

3．3 冻融试验结果与分析

3．3．1 外观变化

3．3．2 质量损失

3．3．3 抗冻性能分析

3．4 本章小结

第4章 煤矸石二灰混合料冻融损伤特性研究

4．1 CT扫描原理及图像形成

4．1．1 CT扫描原理

4．1．2 CT图像的形成

4．2 CT图像灰度直方图

4．2．1 CT扫描灰度图像

4．2．2 CT图像灰度直方图原理

4．2．3 数字图像处理软件

4．2．4 灰度直方图处理方法

4．2．5 基于灰度直方图的冻融细观损伤分析

4．3 图像分割计算试件横街面积损失

4．3．1 图像分割原理

4．3．2 图像二值化及横截面积计算方法

4．3．3 基于二值化方法的试件横截面积计算

4．4 煤矸石二灰混合料冻融损伤特性

4．5 本章小结

结论

致谢

参考文献

作者简介