分散性土抗侵蚀特性的化学改良机理研究

发布时间：2020-04-19 22:34

【摘要】：我国地属大陆季风性气候,全年降水的不均匀使得大部分河流在夏季都有安全渡汛问题,洪峰过境时很多河段堤防或土石坝都面临巨大的管涌威胁,管涌造成的灾害更是屡见不鲜。鉴于管涌破坏具有较大且较广泛的危害性,论文依托国家自然科学基金青年科学基金项目“基于随机方法的散粒多孔介质相变机理及管涌相变-渗流-应力耦合模型”(编号51409029),结合基金已有的研究结果,试图通过改进的试验孔洞试验来研究化学改良剂改良分散性土后的侵蚀发展过程和抗侵蚀特性。主要的研究内容与成果如下:(1)孔蚀试验系统:自行研制了可提供竖向压力条件的孔蚀试验系统,该试验系统主要组成部分有:支架系统、竖向压力加载系统、上游恒定水位施加系统、土颗粒收集系统。该试验系统解决了现有仪器不能对试样施加竖向压力的问题,改进了预制孔成型方法,减小了制样过程中对试样土体的扰动。(2)分别揭示了掺入三种不同类型化学改良剂的土体的侵蚀发展规律。利用改进的孔蚀试验系统,开展了掺入化学改良剂后分散性的土孔蚀试验研究,分别探索了掺入含量、养护时间、水力梯度、应力状态等因素对分散性土孔蚀发展规律的影响,通过累积侵蚀质量和流量的监测,对比了三种化学改良剂在不同影响因素下的累积侵蚀质量和流量,分析了不同影响因素对侵蚀速率、流速及试样两端水力梯度的影响规律,总结土体掺入三种化学改良剂后的侵蚀发展规律和在不同条件下的改良效果。(3)统计分析了孔蚀试验中不同条件对土体侵蚀指数的变化规律。通过计算和分析侵蚀率和水力剪切力的变化关系,分析结果表明侵蚀率和水力剪切力之间线性拟合度较高;通过综合分析侵蚀指数和临界水力剪切力对比发现,侵蚀指数越大,土体抗侵蚀能力越强;临界水力剪切力随掺入含量的增大而增大;三种改良剂都能提高土体的抗侵蚀能力,相同条件下,掺入聚丙烯酸钠的试样的临界水力剪切力始终是最大的,其最大侵蚀率始终最小的,改良效果最好的掺入聚丙烯酸钠的试样,最差的掺入木钙试剂的试样;综合对比之后,抗侵蚀效果由强到弱分别是聚丙烯酸钠、水玻璃试剂、木钙试剂。
【图文】：

示意图,试验系统,示意图,水力剪切力

生扩大的过程。分散性土孔蚀试验过程主要研究土体通过孔洞流量的变化过程。通过在不同条件下，土体侵蚀率的变化，从土体自身性质方面着手，分析不同需要的水力剪切力大小进行估算；研究土体侵蚀速率对侵蚀速率的影响。因此，分散性土孔蚀规律研究主要件下，研究水力剪切力随时间变化规律的规律；件下，研究土体侵蚀率随时间变化规律的规律；件下，研究水力剪切力和侵蚀率之间的规律；件下，研究试样两端的水力梯度的变化规律。器自行研制的孔蚀试验系统（见图 2.1），主要组成部分为系统，土颗粒收集系统，，传感器数据采集系统，上游

示意图,示意图,硕士论文,螺栓孔

下支架示意图
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV223

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