新型石灰石土抗压强度试验及微观机理研究

摘要

随着时代的发展，土木工程中对材料的要求越来越高，石灰三合土（石灰土）强度发展缓慢且相对较低的特点使得自身应用受到限制。但三合土具有易取材、易施工、造价低的优点，是一种相对经济和环保的工程材料，在路基、坝体、基础等工程中仍有应用。因此，寻求一种有效、可行的新方法来提高土体抗压强度就成为了一项有意义的研究课题。
　　本文以石灰土作为对照，用石灰石替换石灰土中的熟石灰得到新的土体——石灰石土，并用DAP(磷酸氢二铵)作为添加剂，分别以0、1％、2％、4％、8％的比例加入两种土中，得出各组试样的抗压强度变化情况，并结合SEM实验和XRD实验进行微观分析，以此探究该方法对土体的加固效果及其加固的机理。试验结果表明:
　　1)石灰石替代熟石灰后，使得土样在7天的抗压强度降低了17.46％，且前后强度基本无发展，108天时的抗压强度与石灰土相比降低了68.64％;
　　2)石灰石土中的DAP添加量达到2％后，试样的抗压强度随着DAP量的增加而逐渐提升，试验中添加8％的DAP对土体的加固效果最好，使得石灰石土的7天、28天、56天、108天抗压强度分别提高了298.07％、417.64％、469.81％、494.34％;
　　3)石灰土中，DAP的最优添加量为2％，可以使得石灰土前期（7天）和后期（108天）的抗压强度分别提高73.02％和13.61％，不仅早期强度发展较快，而且后期强度仍缓慢提高;
　　4)当石灰石土的DAP添加量达到4％时，其前期、后期的抗压强度均大于DAP添加量为2％的石灰土;
　　5)石灰石土加入DAP后，依靠CaCO3与DAP反应生成凝胶物质，胶结土体，提高土体的强度。
　　综上所述，以石灰石替代石灰，并加入不少于4％的DAP作为添加剂，是本文探索出的提高土体抗压强度的新方法。该方法在提高土体强度的同时，还可以减少工程中石灰的使用，减少石灰生产过程中产生的能源消耗和大气污染，达到节能减排的目的。

目录

声明

摘要

前言

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 试验研究的意义及内容

1．3．1 试验研究的目的及意义

1．3．2 试验研究的内容

1．4 胶结机理

1．4．1 石灰土的胶结机理

1．4．2 新型石灰石土的胶结机理

2 实验材料、仪器设备及实验方案

2．1 实验材料及其性能

2．1．1 土

2．1．2 石英砂

2．1．3 石灰

2．1．4 石灰石

2．1．5 DAP

2．1．6 水

2．2 实验仪器设备

2．3 试验方案设计

2．3．1 抗压强度影响参数的设计

2．3．2 试样的制备与养护

2．3．3 对照试验的设计

2．3．4 单轴抗压强度试验

2．3．5 微观分析试验

3 抗压强度试验结果及数据分析

3．1 概述

3．1．1 试样破坏形态

3．1．2 试样色差

3．1．3 数据处理

3．2 石灰土和石灰石土的单轴抗压强度

3．3 DAP的添加对两种土抗压强度的影响

3．3．1 添加DAP对石灰石土抗压强度的影响

3．3．2 添加DAP对石灰土抗压强度的影响

3．4 本章小结

4 微观机理分析

4．1 基于SEM的试验结果分析

4．1．1 石灰土与石灰石土的SEM试验结果对比分析

4．1．2 DAP加入石灰石土的SEM试验结果对比分析

4．1．3 DAP加入石灰土的SEM试验结果对比分析

4．2 基于XRD的试验结果分析

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 后续研究与展望

5．3 创新点

参考文献

致谢

作者简介