增湿作用下重塑黄土水-热迁移及强度规律研究
发布时间：2021-09-05 04:39
近年来,随着国家“一带一路”战略的逐步推进,西部黄土地区的开发和基础设备建设必将达到一个新高度,尤其是湿陷性黄土地区。而黄土地区的公路、铁路、市政、水利等工程设施均修筑于浅层非饱和黄土中,一旦发生浸水等情况,势必会导致黄土强度大幅度的骤降及变形大幅度的突增,进而危及工程建设安全。为防止因湿陷性黄土浸水湿陷危及上部建筑物,实际工程中常常采用浸水预湿法来处理黄土湿陷性,虽然能够大致消除湿陷性危害,但仍然存在诸多问题急需解决。基于上述情况,本文提出了一种新型黄土增湿方法—高温高压水蒸汽增湿法,并以兰州地区重塑黄土为研究对象,从增湿作用下土中水-热运移与土体强度变化的角度出发,进行不同蒸汽压力下重塑黄土高温高压水蒸汽柱状增湿试验,研究在高温高压水蒸汽增湿作用下,土体中温度场、水分场的变化规律和终态分布情况。并针对经增湿处理后对土体强度的影响,进行含湿黄土直剪试验,分析在不同蒸汽压力增湿作用下重塑黄土强度的变化规律。本论文研究取得的主要结论:采用高温高压水蒸汽柱状方式对土体进行增湿时,水蒸汽和温度在空间上的扩散范围近似于一个圆台（体）。同一深度层面上,沿径向随着水蒸汽运移距离的增大,蒸汽运移速率...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模型桶
兰州交通大学工程硕士学位论文-15-图2.4模型桶本试验采用自制组合的增湿装置进行土体增湿，主要由水蒸汽发生器、高温高压蒸汽调压阀、蒸汽扩散柱等组成，如图2.5～2.8所示。其中，蒸汽发生器可通过将水加热成气态，蒸汽温度可达到145℃，额定蒸发量为8kg/h。为避免因蒸汽压力过小导致增湿范围不明显，蒸汽压力过大导致距通气点较近处土体被蒸汽冲成孔穴，参考何陇霞[69]等在研究非饱和黄土水蒸气扩散规律时选取的蒸汽压力，试验选取0.05MPa和0.1MPa作为蒸汽增湿时的蒸汽压力，其压力值可通过蒸汽调压阀来控制和调节。试验采用柱状扩散方式，蒸汽扩散柱直径为5cm，长1.1m，并在扩散柱上每隔10cm开3个出气孔。同时为防止在试验过程中土体堵塞出气孔对试验造成影响，遂在填筑前用不影响其出气口处温度和压力的纱布对扩散柱进行包裹。图2.5水蒸汽发生器图2.6高温高压蒸汽调压阀
兰州交通大学工程硕士学位论文-15-图2.4模型桶本试验采用自制组合的增湿装置进行土体增湿，主要由水蒸汽发生器、高温高压蒸汽调压阀、蒸汽扩散柱等组成，如图2.5～2.8所示。其中，蒸汽发生器可通过将水加热成气态，蒸汽温度可达到145℃，额定蒸发量为8kg/h。为避免因蒸汽压力过小导致增湿范围不明显，蒸汽压力过大导致距通气点较近处土体被蒸汽冲成孔穴，参考何陇霞[69]等在研究非饱和黄土水蒸气扩散规律时选取的蒸汽压力，试验选取0.05MPa和0.1MPa作为蒸汽增湿时的蒸汽压力，其压力值可通过蒸汽调压阀来控制和调节。试验采用柱状扩散方式，蒸汽扩散柱直径为5cm，长1.1m，并在扩散柱上每隔10cm开3个出气孔。同时为防止在试验过程中土体堵塞出气孔对试验造成影响，遂在填筑前用不影响其出气口处温度和压力的纱布对扩散柱进行包裹。图2.5水蒸汽发生器图2.6高温高压蒸汽调压阀
【参考文献】：
期刊论文
[1]泾阳原状黄土–古土壤序列抗剪强度各向异性及其机制研究[J]. 张奇莹,徐盼盼,钱会. 岩石力学与工程学报. 2019(11)
[2]大气作用下浅层非饱和黄土温度变化及其影响因素研究[J]. 李仁杰,王旭,张延杰,蒋代军,李建东,王瑞浦. 工程地质学报. 2019(04)
[3]浅谈含水量对黄土湿陷性的影响[J]. 赵君超,李振,贾振,许震. 中国检验检测. 2019(04)
[4]黏粒含量对黄土抗剪强度影响试验[J]. 王力,李喜安,洪勃,杜少少,张航泊,赵宁. 煤田地质与勘探. 2019(03)
[5]强吸水再生预处理对混凝土抗冻性影响研究[J]. 田园,郭乙霏,郭利霞,汪伦焰,曹永潇,刘家甍,骆言. 人民黄河. 2019(04)
[6]非饱和黄土水蒸气扩散规律模型试验研究[J]. 何陇霞,王旭,张延杰,李建东,尉晨煜. 工程地质学报. 2018(05)
[7]黄土湿陷性与其物理力学指标的关系及评价方法[J]. 武小鹏,赵永虎,徐安花,米维军,赵守全. 长江科学院院报. 2018(06)
[8]饱和重塑黄土抗剪强度影响因素的试验研究[J]. 李威,庄建琦,王颖. 工程地质学报. 2018(03)
[9]再生骨料混凝土徐变性能试验研究[J]. 罗素蓉,黄海生,郑建岚. 建筑结构学报. 2016(S2)
[10]黄土大剪切位移下的强度特性研究[J]. 闫芙蓉,胡雪源. 洛阳理工学院学报(自然科学版). 2016(03)
博士论文
[1]干湿循环下黄土的强度及微结构变化机理研究[D]. 袁志辉.长安大学 2015
硕士论文
[1]饱和-非饱和重塑黄土变形强度特征[D]. 冷艳秋.长安大学 2014
[2]软岩粗粒土的增湿及干湿循环试验研究[D]. 张丹.清华大学 2007
本文编号：3384687
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模型桶
兰州交通大学工程硕士学位论文-15-图2.4模型桶本试验采用自制组合的增湿装置进行土体增湿，主要由水蒸汽发生器、高温高压蒸汽调压阀、蒸汽扩散柱等组成，如图2.5～2.8所示。其中，蒸汽发生器可通过将水加热成气态，蒸汽温度可达到145℃，额定蒸发量为8kg/h。为避免因蒸汽压力过小导致增湿范围不明显，蒸汽压力过大导致距通气点较近处土体被蒸汽冲成孔穴，参考何陇霞[69]等在研究非饱和黄土水蒸气扩散规律时选取的蒸汽压力，试验选取0.05MPa和0.1MPa作为蒸汽增湿时的蒸汽压力，其压力值可通过蒸汽调压阀来控制和调节。试验采用柱状扩散方式，蒸汽扩散柱直径为5cm，长1.1m，并在扩散柱上每隔10cm开3个出气孔。同时为防止在试验过程中土体堵塞出气孔对试验造成影响，遂在填筑前用不影响其出气口处温度和压力的纱布对扩散柱进行包裹。图2.5水蒸汽发生器图2.6高温高压蒸汽调压阀
兰州交通大学工程硕士学位论文-15-图2.4模型桶本试验采用自制组合的增湿装置进行土体增湿，主要由水蒸汽发生器、高温高压蒸汽调压阀、蒸汽扩散柱等组成，如图2.5～2.8所示。其中，蒸汽发生器可通过将水加热成气态，蒸汽温度可达到145℃，额定蒸发量为8kg/h。为避免因蒸汽压力过小导致增湿范围不明显，蒸汽压力过大导致距通气点较近处土体被蒸汽冲成孔穴，参考何陇霞[69]等在研究非饱和黄土水蒸气扩散规律时选取的蒸汽压力，试验选取0.05MPa和0.1MPa作为蒸汽增湿时的蒸汽压力，其压力值可通过蒸汽调压阀来控制和调节。试验采用柱状扩散方式，蒸汽扩散柱直径为5cm，长1.1m，并在扩散柱上每隔10cm开3个出气孔。同时为防止在试验过程中土体堵塞出气孔对试验造成影响，遂在填筑前用不影响其出气口处温度和压力的纱布对扩散柱进行包裹。图2.5水蒸汽发生器图2.6高温高压蒸汽调压阀
【参考文献】：
期刊论文
[1]泾阳原状黄土–古土壤序列抗剪强度各向异性及其机制研究[J]. 张奇莹,徐盼盼,钱会. 岩石力学与工程学报. 2019(11)
[2]大气作用下浅层非饱和黄土温度变化及其影响因素研究[J]. 李仁杰,王旭,张延杰,蒋代军,李建东,王瑞浦. 工程地质学报. 2019(04)
[3]浅谈含水量对黄土湿陷性的影响[J]. 赵君超,李振,贾振,许震. 中国检验检测. 2019(04)
[4]黏粒含量对黄土抗剪强度影响试验[J]. 王力,李喜安,洪勃,杜少少,张航泊,赵宁. 煤田地质与勘探. 2019(03)
[5]强吸水再生预处理对混凝土抗冻性影响研究[J]. 田园,郭乙霏,郭利霞,汪伦焰,曹永潇,刘家甍,骆言. 人民黄河. 2019(04)
[6]非饱和黄土水蒸气扩散规律模型试验研究[J]. 何陇霞,王旭,张延杰,李建东,尉晨煜. 工程地质学报. 2018(05)
[7]黄土湿陷性与其物理力学指标的关系及评价方法[J]. 武小鹏,赵永虎,徐安花,米维军,赵守全. 长江科学院院报. 2018(06)
[8]饱和重塑黄土抗剪强度影响因素的试验研究[J]. 李威,庄建琦,王颖. 工程地质学报. 2018(03)
[9]再生骨料混凝土徐变性能试验研究[J]. 罗素蓉,黄海生,郑建岚. 建筑结构学报. 2016(S2)
[10]黄土大剪切位移下的强度特性研究[J]. 闫芙蓉,胡雪源. 洛阳理工学院学报(自然科学版). 2016(03)
博士论文
[1]干湿循环下黄土的强度及微结构变化机理研究[D]. 袁志辉.长安大学 2015
硕士论文
[1]饱和-非饱和重塑黄土变形强度特征[D]. 冷艳秋.长安大学 2014
[2]软岩粗粒土的增湿及干湿循环试验研究[D]. 张丹.清华大学 2007
本文编号：3384687
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