有机硅/水泥改性对软岩物理力学性质影响规律研究

发布时间：2020-12-13 23:15

　　为了改善软岩遇水软化的特性,采用化学改性、水泥改性以及二者结合的复合改性的处理方法改变软岩的结构,通过静态水润湿角实验、膨胀率实验、崩解性实验、直剪实验、抗拉实验和抗压试验得到了改性前后软岩物理力学性质变化规律,同时用白光数字散斑方法观测力学实验的演化过程,并分析了改性的机理。结果表明：(1)复合改性相对单一改性能够更好的改善软岩遇水软化的特性。(2)复合改性后软岩的润湿角大幅度提高,使软岩由亲水性转变为憎水性,膨胀率大幅度降低,并且由强崩解性转变为弱崩解性。(3)复合改性后软岩的抗剪强度变化明显,粘聚力由117.2KPa增加到363.8KPa,内摩擦角由24.4。提高到44.3。；含水率为20%和25%试样的抗拉强度相对改性前分别提高了96.3%、107.3%；软岩的抗压强度和弹性模量相对改性前分别提高了190.4%、248.4%。(4)复合改性改变了软岩的结构,在颗粒表面形成一层憎水膜,提高了颗粒间的胶结作用力,并且在外力的作用下结构内部形成的力链能够抵抗更高的荷载。 

【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．３?试样浸入有机硬改性剂??Ｆｉ．２．２?Ｐｒｅｓｓ?Ｆｉ．２．３?Ｓａｍｌｅ?ｉｍｍｅｒｓｅ?ｉｎ?ｓｉｌｉｃｏｎｅ?ｍｏｄｉｆｉｅｒ??

??实验值。图３．３为不同试样表面的水滴形态。表３．１给出了泥岩改性前后的润湿角测量结??果。??巧，Ｇ??＼??Ｇ??。旅Ｊ?、斬??图３．２润湿角示意图??Ｆｉｇ．３．２?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｏｎｔａｃｔ?ａｎｇｌｅ??（ａ）改性前?（ｂ）水泥改性??ＰＰ勝疑串部愤??Ｉ?Ｉ?；?鶴?Ｉ??ＨＨ?—■??（ｃ）化学改性?（ｄ）复合改性??图３．３?水滴在试样表面的形态??Ｆｉｇ．３．３?Ｗａｔｅｒ?ｓｈａｐｅ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｓａｍｐｌｅ??对于改性前的试样，润湿角仅为３．５８°，表现出较强的亲水性，水滴在表面自动铺展成??为水膜，并且迅速渗入泥岩内部，主要因为在水滴接触到固体表面时，液体分子与固体分??子间产生附着为，而这种附着力远大于液体分子间相互吸引、相互制约的内聚力，从而产??－２１?－??

值??３．３膨账性效果分析??本文通过膨胀率实验表征软岩的膨胀性，压制出。５０ｍｍｘ２０ｍｍ试样（如图３．４所示），??置于内径为５０ｍｍ的模具内，上方放置Ｏ５０ｍｍ的透水石，将位移传感器置于透水石表面??中也（如图３．５所示），逐渐向内部倒入蒸馈水，记录轴向膨胀率与时间的关系曲线。实??验分别测量改性前、水泥改性、化学改性和复合改性４种泥岩试样的轴向膨胀率，其结果??如图３．６所示。??Ｏ？包?ｆ?＊??图３．４实验试样?圓３．５实验设备??Ｆｉｇ．３．４?Ｔｈｅ?ｓａｍｐｌｅ?ｏｆ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?Ｆｉｇ．３．５?Ｔｈｅ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ?ｏｆ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??－２２?－??

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本文编号：2915350