高含水量纯碱渣承载力性质的试验研究

摘要

碱厂排放的废弃物碱渣占用了大量的土地并严重污染了环境，目前，已将碱渣及其拌合物作为工程用土，大规模用于低洼地区和滩涂工程的填垫。在以往的研究和应用中，通过室内试验和对碱渣拌合土的研究，已经认识到了碱渣的一些性质以及在工程实践上的应用，但对纯碱渣尤其是高含水量的纯碱渣承载力性质还没有认识清楚，碱渣山工程负责人在工程实践中逐渐发现高含水量的纯碱渣具有相当的承载力，可作为工程上的应用，本文就是通过现场试验了解高含水量纯碱渣的承载力，以便使高含水量的纯碱渣能在不同承载力条件下进行应用。这是碱渣利用过程中新发现的现象，是碱渣工程应用的新概念。此问题能研究清楚将大大拓展碱渣的应用范围和节省工程造价，因而是完全非常有意义的。因此有必要对碱渣的工程特性进行较深入、全面的研究，本人结合以前的研究成果，进行了不同含水量纯碱渣的现场承载力试验。本文首先介绍了碱渣目前国内外的研究利用现状，而后介绍了关于碱渣现场承载力试验的试验方案及试验过程。 通过碱渣现场承载力性质的试验研究，系统分析了在不同含水量下经过填筑碾压碱渣的承载力特性，寻找承载力变化规律和影响因素；通过室内土工试验，对现场载荷试验后的纯碱渣进行强度和变形的研究，同先前的室内击实碱渣土工试验成果进行对比分析；分析了现场填筑的经过碾压的碱渣现场承载力与含水量的变化规律；现场填筑碾压的碱渣与天然原状碱渣现场承载力的对比分析；在不同的含水量下纯碱渣的强度变化规律；现场填筑碾压碱渣与天然原状碱渣的抗剪强度及变形的对比分析；由于碱渣的物理力学性质和天然土有较大的不同，通过现场承载力试验进行碱渣承载力的确定及初步确定其准则；通过对碱渣的晾晒，研究碱渣含水量的变化规律；研究碱渣在载荷试验前与载荷试验后的抗剪强度和变形的变化规律。

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第一章绪论

1.1纯碱废液废渣的形成和危害

1.2国外纯碱厂废液废渣的排放治理及综合利用

1.2.1废液废渣排放的不同方式

1.2.2废液废渣的综合利用

1.3我国对纯碱废液废渣利用研究

1.3.1抓达标排放

1.3.2抓综合利用

1.4本课题的主要研究内容

第二章纯碱渣现场载荷试验方案及试验过程

2.1现场载荷试验方案

2.1.1试验目的

2.1.2碱渣的试验要求

2.2碱渣的晾晒填筑过程分析

2.3碱渣载荷试验设备的安装

2.3.1测试设备

2.3.2测试方法

2.3.3安装及试验过程

2.4小结

第三章纯碱渣载荷试验结果分析

3.1载荷试验的基本原理

3.2试验结果整理分析

3.2.1高含水量纯碱渣载荷试验P-s曲线

3.2.2含水量对碱渣承载力的影响

3.2.3结构扰动对碱渣承载力的影响分析

3.2.4碱渣承载力性质的分析

3.3纯碱渣承载力的确定

3.3.1地基承载力的确定方法

3.3.2由P-s曲线确定的纯碱渣承载力

3.3.3碱渣临界荷载P1/4与承载力的比较

3.3.4不同含水量下填筑碾压碱渣的承载力

3.4现场载荷试验判定碱渣的压缩性

3.5小结

第四章现场填筑碾压纯碱渣和室内击实碱渣力学性能的对比分析

4.1直接剪切试验

4.1.1含水量对碱渣抗剪强度的影响

4.1.2结构扰动因素对碱渣抗剪强度的影响

4.1.3深度对碱渣抗剪强度的影响

4.1.4相同含水量下载荷试验前后碱渣抗剪强度的对比

4.2填筑碾压碱渣强度指标与室内击实碱渣强度指标的比较

4.3碱渣无侧限抗压强度试验

4.3.1原状碱渣、填筑碱渣及击实碱渣抗压强度对比

4.3.2碱渣无侧限抗压强度试验破坏形式分析

4.4不同条件下碱渣的变形特性

4.4.1含水量对碱渣压缩性的影响

4.4.2同一含水量下压载前后碱渣压缩性的对比

4.4.3结构扰动因素对碱渣压缩性的影响

4.4.4不同深度下碱渣的压缩系数比较

4.4.5填筑碾压碱渣与室内击实碱渣压缩曲线对比

4.5小结

第五章结论和展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表文章及参加科研情况

致谢