铁尾矿砂与电石渣复合改良膨胀土的工程特性及机理研究

发布时间：2020-04-20 11:49

【摘要】：膨胀土又称“胀缩性土”,蒙脱石、伊利石等黏土矿物含量较高,亲水性很强,具有干缩湿胀的特点,对工程建设具有极大危害。因此,在膨胀土地区进行工程建设,就必须先对膨胀土进行改良,使其满足工程建设的要求。铁尾矿砂和电石渣都是矿业生产中产生的工业废料,长期堆放不仅污染环境而且也是一种资源浪费。本研究依托安徽省自然科学基金项目《铁尾矿细砂改良膨胀土工程性质及微观机理》(编号:1608085MD81),在工业废料铁尾矿砂与电石渣复合改良膨胀土这一改良方法的基础上,以宏观力学试验研究改良土的工程性质,以微观试验方法解释其机理,取得了如下主要成果:(1)单独掺入铁尾矿砂改良膨胀土时,随着掺砂率的增加,改良土中粉粒和砂粒的含量增加,黏粒含量不断减少;黏聚力先增大后减小,在掺砂率为30%时达到最大;内摩擦角则持续增大;改良土的压缩性得到明显改善;单独掺入电石渣改良膨胀土时,改良效果最佳的含水率应比击实试验所确定的最优含水率高两个百分点。(2)较之单一改良剂,铁尾矿砂与电石渣复合改良法对改良土的内摩擦角有着更为显著的效果,而对黏聚力的影响比之单掺电石渣有所下降;复合改良土在长期浸水条件下黏聚力和内摩擦角均随浸水时间的增加而降低,压缩系数随浸水时间的增加而增大,但都在浸水28d以后逐渐趋于稳定。(3)通过改良土的SEM试验发现铁尾矿砂对膨胀土的微观结构影响不大,但砂与土之间普遍存在裂缝;复合改良后的膨胀土孔隙发育程度明显减弱,土体结构也更加致密。MIP试验结果显示,掺入铁尾矿砂减少了土体中颗粒内和颗粒间的微、小孔隙,增加了大孔隙的数量;复合改良法对7μm左右的孔隙有更好的充填作用;随着养护龄期的增加,大、中孔隙减少,微、小孔隙增多。微观SEM试验和MIP结果与宏观力学试验结果表现出高度的一致性。
【图文】：

膨胀土,分布范围

第一章绪论景又称“胀缩性土”，蒙脱石、伊利石等亲水性黏土矿物含量较高，种高塑性土。它具有吸水体积膨胀、干燥失水后收缩开裂的特湿胀的特性，常常导致修筑在膨胀土地基上的建筑物或构筑物建设带来了极大的危害[1-6]。国的学者对膨胀土的概念有不同的理解，因此膨胀土的命名是“难对付的土”，英国称作“伦敦黏土”，南非和澳大利亚称之、中非和印度称之为“黑色棉土”，而美国则称之为“隐藏的文献中对膨胀土的叫法也有很多，比如膨胀土、胀缩土、高塑胀性土等[4,7-8]。科技发展到今天，科学研究更为细致，目前比较胀土”，英文翻译为“Expansive soil”。

空间分布,塑性图,分类法

图 1. 2 塑性图分类法[1]Fig 1.2 Plastic graph classification别方法种判别分类方法是比较常用和一些经典的方法。此外，膨美国肯务局分类法[7,16]、南非威廉姆斯分类法[1,16]、柯尊敬分[7]、多指标数学式判别分类法[16]、Fisher 分析法[18-19]、电阻[21-22]、遗传投影寻踪模型法[23]、物化特性判定分析法[24]、聚类法[26-27]、自由膨胀比法[18]、改进 TOPSIS 法[28]、集对基本工程性质研究特性与力学性质受其结构特征的影响[31-32]。膨胀土特有的成分、颗粒形状以及微裂隙的形态、数量及其空间分布规响，而且也受到外界环境的影响，，比如温度、水以及风化作用特殊工程性质，世界上许多学者对膨胀土进行了广泛的研究观结构
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU443

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