膨润土改性宁夏次生黄土的性能

摘要

近些年来，伴随着我国社会经济的发展和农业灌溉技术的进步，现代化灌区、城市湖泊和建筑物地基对防渗要求也不断提高。如何在满足强度和压缩性要求的前提下改善宁夏次生黄土地区渗漏问题成为当前研究的热点。在我国分布很广的被称为“万能土”的膨润土储量可观，储量位居世界第二，膨润土主要矿物成分为蒙脱石具有极高的吸水膨胀特性，目前将膨润土防渗毯应用于渠道、地基和湖泊等的防渗工程的研究已取得一定进展，但直接将膨润土作为防渗材料掺和到宁夏分布很广的次生黄土中在满足强度和压缩性的同时来提高次生黄土的抗渗能力的研究很少。因此开展膨润土改性次生黄土的渗透、强度、压缩和湿陷系数的试验具有很高的工程价值和现实意义。
　　为了研究各因素对工程指标的影响，以宁夏次生黄土为研究对象，分别以含砂率和压实度为因素，设计单因素试验，含砂率设置为0％、15％、20％、25％、30％等5个因素水平;压实度设置0.86、0.90、0.94和0.98等4个水平，试验研究了膨润土改性次生黄土的渗透性、强度、压缩性和湿陷性与含砂率的关系和湿陷性与压实度的关系。以饱和度、压实度、膨润土掺量、含砂率为因素，设计正交试验方案L16(45)，饱和度设置35％、55％、75％和95％等4个水平，压实度设置0.86、0.90、0.94和0.98等4个水平，膨润土掺量设置0％、1.5％、3.0％和4.5％等4个水平，砂土含量设置15％、20％、25％和30％等4个水平，试验研究了膨润土改性次生黄土的强度和压缩性;以压实度、膨润土掺量、含砂率为因素，设计正交试验方案L16(45)，压实度设置0.86、0.90、0.94和0.98等4个水平，膨润土掺量设置0％、1.5％、3.0％和4.5％等4个水平，砂土含量设置15％、20％、25％和30％等4个水平，试验研究了膨润土改性次生黄土的性能，分别应用TST-55型渗透仪、ZJ型电动直剪仪和GZQ-1型全自动气压固结仪测得渗透系数、强度指标、压缩系数和湿陷系数。分析了各因素的作用规律及显著性，给出了最优组合为压实系数以0.95或0.97最佳;饱和度为65.5％/69％;膨润土掺量应在满足抗渗性要求的条件下，尽量少掺，以降低成本;含砂率对黄土力学性能的影响不大，可不予处理，以节省成本，结果表明:
　　(1)随着压实度的增大，和膨润土掺量的增加，渗透系数降低明显，随着含砂率的增大渗透系数增大，但影响效果不明显。
　　(2)压实度对黄土力学性能的改善有利，且影响最显著;饱和度增大次生黄土力学性能降低;含砂率对力学性能不利但影响不显著;掺加膨润土以提高次生黄土的抗渗性，不会对其力学性能产生显著的不利影响。
　　(3)压缩系数随压实度的增大非线性减小，随饱和度和膨润土掺量的增加非线性增大，随含砂率呈先增大后减小的抛物线趋势，次生黄土的粗砂含量为25％时对压缩性为不利，膨润土掺量增加，土的压缩性增大。
　　(4)随着压实度和砂土含量的增大，次生黄土的湿陷性减弱。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1研究背景

1．1．1次生黄土在宁夏的分布

1．1．2次生黄土的工程特性

1．1．3黄土地区的工程病害

1．1．4膨润土的产量及分布

1．1．5膨润土的物理化学特性

1．1．6膨润土的应用

1．2国内外研究现状

1．3研究目标

1．4研究内容

1．5拟解决的关键问题

第二章原材料和试验方案设计

2．1．1黄土

2．1．2砂土

2．1．3膨润土

2．1．4水

2．2试验方案设计

2．2．1方案分析

2．2．2因素水平分析

2．2．3方案设计

3．1．1试样制备

3．1．2渗透性试验

3．2单因素试验结果分析

3．2．1试验结果

3．2．2趋势分析

3．3正交试验结果分析

3．3．1试验结果

3．3．2趋势分析

3．3．3方差分析

3．3．4回归分析

3．4本章小结

4．1试验方法

4．1．1试样制备

4．1．2强度试验

4．2单因素试验结果分析

4．2．1试验结果

4．2．2趋势分析

4．3正交试验结果分析

4．3．1试验结果

4．3．2趋势分析

4．3．3方差分析

4．3．4回归分析

4．4本章小结

5．1试验方法

5．1．1试样制备

5．1．2压缩性

5．2单因素试验结果分析

5．2．1试验结果

5．2．2趋势分析

5．3正交试验结果分析

5．3．1试验结果

5．3．2趋势分析

5．3．3方差分析

5．3．4回归分析

5．4本章小结

6．1．1试样制备

6．1．2湿陷性

6．2压实度效应

6．2．1试验结果

6．2．2趋势分析

6．3含砂率效应

6．3．1试验结果

6．3．2趋势分析

6．4本章小结

第七章最优组合

8．1结论

8．2存在的不足及展望

参考文献

致谢

个人简介

主要成果