PAM与水泥复合改性青海风积沙的路用性能与应用研究

发布时间：2023-09-21 19:31

　　随着“西部大开发”战略的不断推进,荒漠风积沙地区公路修筑里程日益增长,且修建等级不断提高。在我国青海省内,为了缓解城市交通拥堵,同时也为了提高青海省与其他省份间的交通运输能力,修建了大量的荒漠地区公路。青海风积沙面积广泛,粉粘粒含量较少,颗粒较细,具有表面活性较低,几乎无粘聚力、抗剪强度低、透水性好、含水量少、保水性差、毛细不发达等特点,在外力作用下极易松散和位移。要将风积沙作为筑路材料,就地取材,降低筑路成本,首先要解决的风积沙作为路基填料的整体强度、耐久性和水稳性三大问题。因此,本文以青海风积沙为研究对象,将其作为道路底基层的填筑材料,从改善风积沙的路用性能出发,系统探究了风积沙在水泥、MK和PAM的复合作用下强度、干湿循环能力、冻融循环能力、抗冲刷能力和其微观作用机理,主要研究内容如下:(1)以水泥和PAM的掺量为变量(固定水泥掺量分别为2%、4%、6%,PAM掺量为0、0.01%、0.05%、0.1%、0.3%、0.5%和0.8%共21组配比),测定标准养护条件下不同龄期时(7D、14D、28D)的无侧限抗压强度,讨论不同掺量水泥、不同龄期、不同PAM三种条件下强度的变化关系。...

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 风积沙路用性能
        1.2.2 风积沙改性研究
        1.2.3 路基边坡抗冲刷研究
    1.3 现有研究存在的问题
    1.4 研究内容和技术路线
第二章 试验材料与方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 试验土样
        2.1.2 PAM(聚丙烯酰胺)
        2.1.3 水泥
        2.1.4 偏高岭土
    2.2 试验内容
        2.2.1 基本试验
        2.2.2 无侧限抗压强度(UCS)试验
        2.2.3 干湿循环试验
        2.2.4 冻融循环试验
        2.2.5 冲刷试验
        2.2.6 扫描电镜试验(SEM)
        2.2.7 X射线光谱仪(EDS)
    2.3 本章小结
第三章 改性风积沙的强度与水稳耐久性能
    3.1 改性风积沙强度(UCS)
        3.1.1 不同掺量PAM的固化强度对比
        3.1.2 不同水泥掺量下的固化强度对比
        3.1.3 不同龄期下的改性风积沙强度对比
    3.2 干湿循环下的力学性能
        3.2.1 干湿循环对改性风积沙质量变化影响
        3.2.2 干湿循环对改性风积沙强度的影响
    3.3 冻融循环下的力学性能
        3.3.1 改性风积沙饱和下的质量变化关系
        3.3.2 不同配比下饱水时质量变化
        3.3.3 饱水后强度变化
        3.3.4 未掺PAM的风积沙冻融前后抗压强度
        3.3.5 掺PAM的风积沙冻融前后抗压强度
    3.4 水稳抗冲刷性能
        3.4.1 室内抗冲刷试验装置制备
        3.4.2 水流量与冲沙量的关系
        3.4.3 固化剂掺量与冲刷后强度折损变化关系
    3.5 本章小结
第四章 PAM改性风积沙的微观试验及机理分析
    4.1 微观试验(SEM-EDS)
        4.1.1 SEM试验原理和常见物象形态
        4.1.2 EDS检测
        4.1.3 水泥水化产物与PAM胶结作用
    4.2 微观机理分析
    4.3 本章小结
第五章 降雨冲刷下路基边坡破坏模式颗粒流模拟
    5.1 二维颗粒流(PFC^2D)的基本理论
        5.1.1 PFC研究方法和假定
        5.1.2 PFC接触模型选择-平行黏结模型(Parallel Bond Model)
        5.1.3 颗粒流方法基本方程及物理模型
        5.1.4 PFC求解
    5.2 数值模拟模型的建立
        5.2.1 参数标定
        5.2.2 边坡颗粒流模型的建立
        5.2.3 降雨冲刷下的颗粒流运动
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
        6.1.1 室内试验数据分析
        6.1.2 颗粒流数值模拟与室内对比分析
        6.1.3 PAM改性机理分析
    6.2 不足与展望
攻读硕士期间发表论文及专利
致谢
参考文献



本文编号：3848255