大连地区泥浆热固结体力学性能实验研究

摘要

目前我国建筑行业发展迅猛，在工程建设中产生大量的废弃泥浆，由于废弃泥浆量大、含水率高，外运成本高且效率低;而沉淀后的底泥不仅占地面积大、影响施工进度、而且很容易造成环境污染等问题。因此，必须采取一种妥善的处理方法来解决废弃泥浆所带来的一系列问题。泥浆一般是由红黏土或黏土与水配制而成，实验用泥浆的黏土矿物成分主要有高岭石、伊利石、石英和云母等矿物;黏土矿物中的化学成分主要为SiO2、Al2O3和Fe2O3，具有很好的烧结性能和较强的耐火性能，且在加热固结过程中会发生一系列物理化学变化，生成了新的、结构稳定的化合物和成分，提高了泥浆热固结体的抗压强度。因此，本文对泥浆的热固结体进行了力学性能实验研究，并对其微观结构和化学成分变化进行了分析研究，找出了泥浆热固结体抗压强度提高的原因。最终得出的结论是:通过热固结处理泥浆体能够达到一定强度，可以作为地基或桩体的一部分。
　　本研究主要内容包括：⑴对大连东港保利i02地段的沉淀泥浆进行土工实验，研究实验用泥浆的基本物理性质，获得泥浆的含水率、干密度、界限含水率和孔隙比等指标。⑵正交实验设计，依据正交表来安排实验，研究热固结体抗压强度随固结温度、固结时间和含水率的变化规律。⑶计算一定固结温度、固结时间和给定桩体直径的能量消耗，比较能量消耗多少来确定较经济合适的处理方案;通过ANSYS软件建立加热管、桩体和土体的一维稳态模型进行热分析，并试算确定加热管需要加热到多高温度才能使桩体外边界达到预先设定的温度。⑷通过扫描电镜实验和X射线衍射实验，分析研究泥浆体固结前后内部微观结构和化学成分变化，得到泥浆体经热固结后抗压强度提高的原因。

目录

声明

摘要

1．1 选题背景及意义

1．1．1 选题背景

1．1．2 选题意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要研究内容

1．3．1 研究思路

1．3．2 研究内容

第2章 泥浆物理性质研究

2．1 引言

2．2 实验目的

2．3 含水率实验

2．4 密度实验

2．5 土粒比重试验

2．6 界限含水率实验

2．6．1 实验数据处理

2．7 烧失量实验

2．8 孔隙比计算

2．9 本章小结

第3章 重塑泥浆试件热固结前后基本物理力学性质变化研究

3．1 引言

3．2 实验准备工作

3．2．1 实验材料

3．2．2 试件制备

3．3 高温固结实验

3．3．1 实验安排

3．3．2 试件尺寸和质量

3．3．3 实验结果分析

3．4 单轴抗压强度实验

3．4．1 实验准备和过程

3．4．2 实验结果及分析

3．5 烘干脱水时间对抗压强度的影响

3．6 本章小结

第4章 正交实验设计和热分析

4．1 引言

4．2 正交实验设计

4．2．1 正交实验方案

4．2．2 第一部分正交实验数据及结果分析

4．2．3 第二部分正交实验数据及结果分析

4．3 能量消耗计算

4．3．1 热流量计算公式

4．3．2 研究对象的选取

4．3．3 能量消耗计算

4．4 加热管温度的确定和桩体温度分布模拟

4．4．1 ANSYS在岩土工程中的应用及热分析原理

4．4．2 模型的建立和后续处理

4．5 本章小结

第5章 泥浆试件热固结前后内部微观结构和成分变化研究

5．1 引言

5．2 研究现状

5．3 扫描电镜(SEM)实验

5．3．1 扫描电镜的原理

5．3．2 实验内容

5．3．3 实验结果分析

5．4 X射线衍射(XRD)实验

5．4．1 基本原理

5．4．2 实验内容

5．4．3 实验结果分析

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

研究生履历