水泥稳定尾矿砂道路基层的试验研究

发布时间：2017-05-18 17:13

  本文关键词：水泥稳定尾矿砂道路基层的试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：尾矿砂作为大宗的工业固体废弃物,它的存在不仅占用大量土地,污染空气,而且还给生产生活带来安全隐患。因此,将尾矿砂应用于道路基层进行综合利用,变废为宝意义重大。本文利用尾矿砂材料,开展了水泥尾矿砂道路基层的试验和应用研究,主要工作和取得的主要成果如下。(1)研究水泥稳定尾矿砂基本力学性能,进行了3%、4%、5%、6%和7%共5种水泥掺量的水泥稳定尾矿砂无侧限抗压强度试验,得到了随水泥掺量的增加水泥稳定尾矿砂抗压强度逐渐增加,5%水泥掺量后其抗压强度增加缓慢的结论。开展了0%、0.2%、0.5%、0.9%、1.2%和1.5%共6种纤维掺量的水泥稳定尾矿砂无侧限抗压、劈裂抗拉、直接剪切和三轴剪切试验,得到了随纤维掺量增加其抗压强度、抗拉强度、抗剪强度均表现出先增后减的趋势,0.5%纤维掺量时的力学性能最佳。(2)利用化学反应方程式,解释了水泥尾矿砂固化机理。通过扫描电镜试验,在微观视角阐述了水泥尾矿砂水化过程。观察到决定水泥砂浆强度的C-S-H凝胶,早期形态呈现为针状、草状或者分散的簇状,后期形态表现为紧密堆积的簇状、网状或蠕虫状。(3)研究水泥尾矿砂路用性能,进行了室内试验研究,得到了不同环境下的静态弹性模量。然后基于此试验数据,数值模拟了水泥稳定尾矿砂道路基层,结果表明随尾矿砂掺量的增加,正常环境下道路的抗压强度,沉降量和路面抗裂性能降低;清水浸水环境下,水泥尾矿砂道路的水稳定性得到提高;冻融环境下,水泥尾矿砂道路的抗冻融性能得到提高。
【关键词】：水泥尾矿砂道路基层 纤维尾矿砂 抗压强度 固化机理 数值模拟
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题选题背景、目的及意义9-11
• 1.1.1 课题选题背景9-10
• 1.1.2 研究目的和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 国外相关课题研究现状11-12
• 1.2.2 国内相关课题研究现状12-15
• 1.3 课题主要研究内容与技术路线15-17
• 1.3.1 主要研究内容15-16
• 1.3.2 技术路线16-17
• 第2章 水泥稳定尾矿砂力学性能试验17-49
• 2.1 试验材料与设备17-18
• 2.1.1 试验原材料17
• 2.1.2 试验设备17-18
• 2.2 无侧限抗压强度试验18-31
• 2.2.1 试验方案19
• 2.2.2 试样制备19-20
• 2.2.3 数据处理与分析20-31
• 2.3 直接剪切试验31-36
• 2.3.1 试验方案31
• 2.3.2 试样的制备31-32
• 2.3.3 试验方法与步骤32
• 2.3.4 试验破坏现象32-33
• 2.3.5 试验数据处理与分析33-36
• 2.4 劈裂抗拉试验36-42
• 2.4.1 试验方案36
• 2.4.2 试件制备与试验步骤36-37
• 2.4.3 试验数据处理与分析37-42
• 2.5 三轴试验42-48
• 2.5.1 试验方案42-43
• 2.5.2 试件制备43-44
• 2.5.3 试验现象44
• 2.5.4 试验数据处理与曲线绘制分析44-48
• 2.6 本章小结48-49
• 第3章 水泥稳定尾矿砂固化机理分析49-57
• 3.1 胶凝材料作用机理49-50
• 3.1.1 微骨料效应49
• 3.1.2 火山灰活性49-50
• 3.2 试验原材料50
• 3.3 扫描电镜试验方案50-51
• 3.3.1 水泥尾矿砂试验方案50-51
• 3.3.2 石灰尾矿砂试验方案51
• 3.4 微观结构分析51-56
• 3.4.1 水泥尾矿砂固化机理分析51-53
• 3.4.2 石灰尾矿砂固化机理分析53-54
• 3.4.3 化学成分元素波谱图分析54-56
• 3.5 本章小结56-57
• 第4章 水泥稳定尾矿道路基层应用研究57-72
• 4.1 水泥稳定尾矿砂作道路基层室内试验研究57-60
• 4.1.1 水泥稳定尾矿砂基层配合比设计57-59
• 4.1.2 静态模量试验59-60
• 4.2 水泥稳定尾矿砂作道路基层数值模拟60-69
• 4.2.1 模型构建理论60-61
• 4.2.2 模型建立61
• 4.2.3 基本假定、尺寸、荷载与约束条件61-63
• 4.2.4 数值分析图形结果63-64
• 4.2.5 外界环境因素对尾矿砂道路面层的影响研究64-66
• 4.2.6 外界环境因素对尾矿砂道路基层的影响研究66-69
• 4.3 工程应用69-71
• 4.4 本章小结71-72
• 第5章 结论与展望72-73
• 参考文献73-77
• 在学研究成果77-78
• 致谢78

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