主应力轴旋转条件下碱渣固化轻质土动力特性研究
发布时间：2021-01-17 16:58
氨碱法生产纯碱过程中产生的碱渣大量堆积形成“碱渣山”,占据了大量的土地资源。采用自主研发的新型固化剂和发泡剂,对碱渣进行轻质固化处理,使其能够快速安全且大批量消耗废弃碱渣,同时固化轻质土满足高强度、低密度和安全可靠的要求,将其作为填垫料应用于道路工程路基中。路基土在交通荷载的循环往复作用下往往产生累积变形、强度衰减等特征,进而导致工程过大变形和失稳等灾变。因此开展主应力轴旋转条件下碱渣固化轻质土动力特性的试验研究,具有重大的社会意义。本文在对碱渣固化轻质土进行基本力学特性试验的基础上,开展其在主应力轴旋转条件下的动力特性研究,主要成果如下:（1）通过轻质固化技术人工制备碱渣固化轻质土,利用正交试验得到固化轻质土的最优材料配比,其基准密度为1.24g/cm3,轴向应力-应变关系曲线表现为应变软化型,养护28d后无侧限抗压强度基本趋于稳定;固化轻质土e-logp曲线存在明显的结构屈服拐点;其渗透系数在1.1×10-4～1.8×10-5 cm/s之间,并且远大于天津滨海吹填土。（2）针对道路运营期间因承受交通荷载而导致固化轻质...
【文章来源】：天津城建大学天津市
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
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 碱渣利用现状
1.2.2 固化轻质土研究现状
1.2.3 主应力轴旋转对土体动力特性影响
1.3 本文主要研究内容
1.4 研究技术路线
第2章 碱渣固化轻质土制备及其基本力学特性
2.1 碱渣固化轻质土制备
2.1.1 试验材料
2.1.2 正交试验
2.1.3 试样制备和养护
2.1.4 碱渣固化轻质土密度统计
2.2 碱渣固化轻质土基本特性
2.2.1 碱渣固化轻质土无侧限抗压强度
2.2.2 碱渣固化轻质土压缩特性
2.2.3 碱渣固化轻质土渗透性
2.3 本章小节
第3章 主应力轴旋转应力路径试验分析
3.1 GCTS动态空心圆柱扭剪仪
3.1.1 试验仪器功能简介
3.1.2 试样应力状态
3.2 交通荷载作用下主应力轴旋转应力路径分析
3.2.1 交通荷载作用下路基土单元体应力发展模式
3.2.2 恒定大主应力方向角下主应力轴旋转应力路径分析
3.3 本章小节
第4章 主应力轴旋转条件下碱渣固化轻质土应变特性
4.1 试验内容
4.2 不同大主应力方向角下固化轻质土应变发展特性
4.3 主应力轴旋转条件下固化轻质土竖向应变特性
4.3.1 固化轻质土累积竖向应变发展特性
4.3.2 固化轻质土动回弹特性
4.4 主应力轴旋转条件下固化轻质土广义剪应变特性
4.4.1 大主应力方向角对固化轻质土广义剪应变影响
4.4.2 中主应力系数对固化轻质土广义剪应变影响
4.4.3 振动频率对固化轻质土广义剪应变影响
4.4.4 密度对固化轻质土广义剪应变影响
4.5 本章小节
第5章 主应力轴旋转条件下碱渣固化轻质土动强度及刚度衰减特性
5.1 试验方案
5.2 碱渣固化轻质土动强度特性
5.2.1 动强度概念及破坏标准判定
5.2.2 大主应力方向角对固化轻质土动强度影响
5.2.3 中主应力系数对固化轻质土动强度影响
5.2.4 振动频率对固化轻质土动强度影响
5.2.5 密度对固化轻质土动强度影响
5.3 碱渣固化轻质土刚度衰减规律
5.3.1 大主应力方向角对固化轻质土切线刚度衰减影响
5.3.2 中主应力系数对固化轻质土切线刚度衰减影响
5.3.3 频率对固化轻质土切线刚度衰减影响
5.3.4 密度对固化轻质土切线刚度衰减影响
5.3.5 切线刚度衰减模型的建立
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 建议与展望
参考文献
攻读硕士期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]路用泡沫轻质土力学性能及浇筑技术研究[J]. 黄学明,赵鲲鹏,王海波,吕伟华,刘泽龙. 林业工程学报. 2019(06)
[2]碱渣土地基承载性能试验[J]. 马加骁,张鹏,白晓宇,郑晨,张明义,闫楠. 科学技术与工程. 2019(30)
[3]石灰粉煤灰固化天津滨海软土试验研究[J]. 杨爱武,肖敏,周玉明. 地下空间与工程学报. 2019(01)
[4]气泡混合轻质土试样制备研究[J]. 周云东,王勇,黎冰,徐佳辉,刘萌成,Ali H Mahfouz. 岩土力学. 2018(12)
[5]主应力轴连续旋转下软黏土软化特性试验研究[J]. 王钰轲,马露,曾长女,张冲博,陈灿. 建筑材料学报. 2019(05)
[6]波浪荷载作用下频率对饱和珊瑚砂动力特性影响研究[J]. 李晶鑫,方祥位,申春妮,李腾. 水利与建筑工程学报. 2018(05)
[7]聚苯乙烯泡沫颗粒轻质土在道路工程中的应用[J]. 张旭升,张韬. 交通世界. 2018(26)
[8]主应力轴旋转条件下黄土变形特性试验[J]. 翁效林,赵彦虎,张玉伟,李豪,刘保健. 中国公路学报. 2018(05)
[9]气泡混合轻质土发泡剂优选及性能试验研究[J]. 支守根,卢志刚,马旭,关宏信,马路,高英力. 中外公路. 2017(05)
[10]主应力轴变化下非共轴对砂土剪胀特性影响[J]. 熊焕,郭林,蔡袁强. 岩土力学. 2017(01)
博士论文
[1]复杂应力路径下饱和砂土动力特性试验研究[D]. 孙奇.浙江大学 2015
硕士论文
[1]工业废渣复合固化疏浚淤泥及路基分层填筑技术研究[D]. 陶君军.浙江工业大学 2016
[2]疏浚淤泥轻质化技术及影响因素的试验研究[D]. 俞林春.浙江工业大学 2014
[3]新型无熟料碱渣固化剂研制及其固化土力学性能试验研究[D]. 顾昕.上海大学 2014
[4]振动频率和成样方法对饱和中砂动力特性的影响[D]. 贺林.大连理工大学 2009
[5]碱渣代替工程土进行填垫的研究[D]. 侯晋芳.天津大学 2004
本文编号：2983251
【文章来源】：天津城建大学天津市
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
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 碱渣利用现状
1.2.2 固化轻质土研究现状
1.2.3 主应力轴旋转对土体动力特性影响
1.3 本文主要研究内容
1.4 研究技术路线
第2章 碱渣固化轻质土制备及其基本力学特性
2.1 碱渣固化轻质土制备
2.1.1 试验材料
2.1.2 正交试验
2.1.3 试样制备和养护
2.1.4 碱渣固化轻质土密度统计
2.2 碱渣固化轻质土基本特性
2.2.1 碱渣固化轻质土无侧限抗压强度
2.2.2 碱渣固化轻质土压缩特性
2.2.3 碱渣固化轻质土渗透性
2.3 本章小节
第3章 主应力轴旋转应力路径试验分析
3.1 GCTS动态空心圆柱扭剪仪
3.1.1 试验仪器功能简介
3.1.2 试样应力状态
3.2 交通荷载作用下主应力轴旋转应力路径分析
3.2.1 交通荷载作用下路基土单元体应力发展模式
3.2.2 恒定大主应力方向角下主应力轴旋转应力路径分析
3.3 本章小节
第4章 主应力轴旋转条件下碱渣固化轻质土应变特性
4.1 试验内容
4.2 不同大主应力方向角下固化轻质土应变发展特性
4.3 主应力轴旋转条件下固化轻质土竖向应变特性
4.3.1 固化轻质土累积竖向应变发展特性
4.3.2 固化轻质土动回弹特性
4.4 主应力轴旋转条件下固化轻质土广义剪应变特性
4.4.1 大主应力方向角对固化轻质土广义剪应变影响
4.4.2 中主应力系数对固化轻质土广义剪应变影响
4.4.3 振动频率对固化轻质土广义剪应变影响
4.4.4 密度对固化轻质土广义剪应变影响
4.5 本章小节
第5章 主应力轴旋转条件下碱渣固化轻质土动强度及刚度衰减特性
5.1 试验方案
5.2 碱渣固化轻质土动强度特性
5.2.1 动强度概念及破坏标准判定
5.2.2 大主应力方向角对固化轻质土动强度影响
5.2.3 中主应力系数对固化轻质土动强度影响
5.2.4 振动频率对固化轻质土动强度影响
5.2.5 密度对固化轻质土动强度影响
5.3 碱渣固化轻质土刚度衰减规律
5.3.1 大主应力方向角对固化轻质土切线刚度衰减影响
5.3.2 中主应力系数对固化轻质土切线刚度衰减影响
5.3.3 频率对固化轻质土切线刚度衰减影响
5.3.4 密度对固化轻质土切线刚度衰减影响
5.3.5 切线刚度衰减模型的建立
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 建议与展望
参考文献
攻读硕士期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]路用泡沫轻质土力学性能及浇筑技术研究[J]. 黄学明,赵鲲鹏,王海波,吕伟华,刘泽龙. 林业工程学报. 2019(06)
[2]碱渣土地基承载性能试验[J]. 马加骁,张鹏,白晓宇,郑晨,张明义,闫楠. 科学技术与工程. 2019(30)
[3]石灰粉煤灰固化天津滨海软土试验研究[J]. 杨爱武,肖敏,周玉明. 地下空间与工程学报. 2019(01)
[4]气泡混合轻质土试样制备研究[J]. 周云东,王勇,黎冰,徐佳辉,刘萌成,Ali H Mahfouz. 岩土力学. 2018(12)
[5]主应力轴连续旋转下软黏土软化特性试验研究[J]. 王钰轲,马露,曾长女,张冲博,陈灿. 建筑材料学报. 2019(05)
[6]波浪荷载作用下频率对饱和珊瑚砂动力特性影响研究[J]. 李晶鑫,方祥位,申春妮,李腾. 水利与建筑工程学报. 2018(05)
[7]聚苯乙烯泡沫颗粒轻质土在道路工程中的应用[J]. 张旭升,张韬. 交通世界. 2018(26)
[8]主应力轴旋转条件下黄土变形特性试验[J]. 翁效林,赵彦虎,张玉伟,李豪,刘保健. 中国公路学报. 2018(05)
[9]气泡混合轻质土发泡剂优选及性能试验研究[J]. 支守根,卢志刚,马旭,关宏信,马路,高英力. 中外公路. 2017(05)
[10]主应力轴变化下非共轴对砂土剪胀特性影响[J]. 熊焕,郭林,蔡袁强. 岩土力学. 2017(01)
博士论文
[1]复杂应力路径下饱和砂土动力特性试验研究[D]. 孙奇.浙江大学 2015
硕士论文
[1]工业废渣复合固化疏浚淤泥及路基分层填筑技术研究[D]. 陶君军.浙江工业大学 2016
[2]疏浚淤泥轻质化技术及影响因素的试验研究[D]. 俞林春.浙江工业大学 2014
[3]新型无熟料碱渣固化剂研制及其固化土力学性能试验研究[D]. 顾昕.上海大学 2014
[4]振动频率和成样方法对饱和中砂动力特性的影响[D]. 贺林.大连理工大学 2009
[5]碱渣代替工程土进行填垫的研究[D]. 侯晋芳.天津大学 2004
本文编号：2983251
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