污染水对粉砂土路基影响研究

发布时间：2020-09-25 19:38

　　重金属经水体的迁移渗透是进入土体的重要方式,经重金属污染后土体的力学和物理化学性能会产生不同程度的改变,进而对周围路基造成损坏。粉砂土作为一种特有土质,毛细作用强烈,重金属经毛细水的运移更加容易进入土体内,对粉砂土路基稳定性产生影响。本文以开封粉砂土为研究对象,通过制备不同掺量的重金属铬和铜离子粉砂土土样,综合运用室内试验、微观检测分析以及数值模拟的方法研究了以下内容:(1)通过颗粒粒径分析试验、界限含水率试验、X射线衍射试验和击实试验、直剪试验等来探究粉砂土的基本性质。(2)制备重金属离子溶液,进行粉砂土毛细水上升试验,得到了不同压实度下毛细水上升高度变化规律和不同高度处的含水率变化规律,对比未污染水的毛细水试验结果,得出了重金属离子的掺入对毛细水上升规律的影响。另外,利用火焰原子吸收分光度法对试验后土样进行重金属离子含量检测,作为后续试验土样的重金属离子配比依据。(3)对粉砂土在重金属铬和铜离子的不同掺量下的试样,进行击实试验、无侧限抗压强度试验和直剪试验,得出重金属离子的掺入对粉砂土抗剪和抗压性能的影响,并测出了各土样粘聚力和内摩擦角数值的大小和变化规律。(4)对粉砂土在重金属铬和铜离子的不同掺量下的试样,进行X射线衍射分析和扫描电镜分析,得到各土样物相峰值和表面形貌特征的变化规律,从微观角度分析各土样强度变化原因。(5)根据室内试验结果所得到的各项参数的变化规律,采用ABAQUS有限元软件对污染前后的粉砂土路基的变形情况进行有限元数值模拟,从而得出被重金属离子污染后粉砂土路基的竖向变形的变化规律,阐述重金属离子对粉砂土路基稳定性的影响。
【学位单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U416.1;X53
【部分图文】：

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根据《公路土工试验规程》（JTG E40-2007）[63]，试验适用于测定分析粒径大于0.075mm 的土颗粒组成。试验数据可以绘制成粉砂土的颗粒级配曲线，以此分析试验土样的颗粒粒径大小、均匀程度、分布范围以及占比。对该土样进行分类并了解该级配范围下粉砂土的物理力学性质以供选料备用。本试验取土土样地址位于河南大学金明校区创业中心东侧土坡，如图 2-1 所示。（1）试验方法和仪器土的颗粒组成不同决定了土的物理力学性质差异，是对土体分类的重要指标。对于颗粒粒径分析试验的方法选取筛分法，因为，本方法适用于粒径小于 60mm、大于0.075mm 的土颗粒。本试验先将土样烘干，分四组进行测定。选用标准筛孔径为 2mm、1mm、0.5mm、0.25mm、0.075mm 的一套细孔筛，根据规范每组土样重量为 300g。采用摇筛机（如图 2-2 所示），振摇时间为 10min。采用电子称称量各粒组的质量，并保证筛前与筛后试样质量之差，不大于 1%。

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【参考文献】