防渗墙塑性混凝土的性能研究

发布时间：2017-05-13 16:21

  本文关键词：防渗墙塑性混凝土的性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：塑性混凝土由于具有良好的抗渗性能以及很好的适应地基变形能力等特点而被作为防渗材料广泛用于水利工程之中,但随着水利工程的发展以及环保低碳的时代潮流,普通塑性混凝土不再满足要求。本文从材料组分的角度对塑性混凝土基本性能进行改良,以期获得满足工程强度要求条件下弹性模量尽可能低的塑性混凝土,对工业废料的利用,同时兼顾了环保要求。结合预期目的,分析不同材料对混凝土性能的影响,最终选取胶粉、硅灰和粉煤灰三种材料掺入普通塑性混凝土中,同时研究其工作性能、基本力学性能和抗渗性能,在此基础上运用数学理论和相关软件进行综合分析。主要研究内容和结论如下:(1)塑性混凝土工作性能试验研究表明:胶粉、硅灰和粉煤灰三种掺和料的掺入对拌和物坍落度的影响大于扩展度,拌和物黏聚性和保水性均良好且含砂较多;三者中胶粉对拌和物流动性影响较大,粉煤灰次之,硅灰较小,其中拌和物流动性随胶粉和硅灰掺量的增加而减小,随粉煤灰掺量增加先增大后减小。(2)不同龄期塑性混凝土抗压强度试验研究表明:混掺胶粉、硅灰和粉煤灰塑性混凝土7d后的强度发展较为明显,胶粉和粉煤灰对强度的减小幅度7d大于28d,硅灰对强度的增大幅度7d和28d相差不大;硅灰掺量高于10%或掺和料取代百分比较低时,塑性混凝土强度值高于基准;同时得出了7d和28d立方体抗压强度以及28d立方体抗压强度和轴心抗压强度之间的关系表达式。(3)塑性混凝土弹性模量试验研究表明:选取25%~75%极限破坏荷载作为混掺胶粉、硅灰和粉煤灰塑性混凝土应力应变曲线的弹性阶段进行弹性模量的计算;与基准相比,不论混掺三种掺和料,还是单掺粉煤灰、双掺胶粉和粉煤灰,均可降低塑性混凝土弹性模量,平均降幅为32.53%;胶粉和粉煤灰可以降低塑性混凝土弹性模量,硅灰可以增大塑性混凝土弹性模量,其中硅灰对弹性模量的增大幅度为强度增大幅度的0.5倍;混掺三种掺和料能有效降低塑性混凝土的弹强比;此外,分析并得出了塑性混凝土弹性模量和立方体抗压强度之间的关系表达式。(4)塑性混凝土抗渗性能试验研究表明:三者混掺能有效改善塑性混凝土的抗渗性能,一半以上组数的配合比对应的相对渗透系数降幅超过80%,对于塑性混凝土抗渗性能,胶粉有降低作用,硅灰有提高作用,粉煤灰两者皆有;建议胶粉和粉煤灰的掺量不宜超过10%水泥用量;运用极差分析和方差分析对相对渗透系数影响因素的主次顺序和显著性进行判定,得出硅灰对抗渗性能影响最大且显著;分析并得出了相对渗透系数与强度之间存在强度越高,相对渗透系数越低的关系。(5)在塑性混凝土力学性能试验基础上,运用多元非线性分析建立了塑性混凝土强度和弹性模量的计算模型;以成本控制为主要约束条件,建立动态多目标最优规划问题,运用MATLAB对原问题进行求解,设计图形用户界面(GUI)显示最终结果;综合分析塑性混凝土力学性能、抗渗性能和成本,定义了综合指标以评判塑性混凝土最佳配合比,得出最佳配合比为胶粉、硅灰和粉煤灰三者取代水泥的百分比依次为5%、15%和10%。
【关键词】：胶粉 硅灰和粉煤灰 强度 弹性模量 相对渗透系数
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV543.8;TV431
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 引言11-12
• 1.2 塑性混凝土国内外研究现状12-13
• 1.2.1 国外研究现状12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 论文研究内容13-15
• 第二章 塑性混凝土试验设计15-19
• 2.1 引言15
• 2.2 试验原材料15-17
• 2.3 试验方案设计17-19
• 第三章 塑性混凝土工作性能试验研究19-24
• 3.1 引言19
• 3.2 试验方法19-20
• 3.3 坍落度和坍落扩展度试验结果及分析20-23
• 3.3.1 胶粉对塑性混凝土工作性能的影响分析20-21
• 3.3.2 硅灰对塑性混凝土工作性能的影响分析21-22
• 3.3.3 粉煤灰对塑性混凝土工作性能的影响分析22-23
• 3.4 小结23-24
• 第四章 塑性混凝土力学性能试验研究24-35
• 4.1 引言24
• 4.2 试验方法24-25
• 4.2.1 立方体抗压强度试验24
• 4.2.2 轴心抗压强度和弹性模量试验24-25
• 4.3 强度试验分析25-29
• 4.3.1 试验结果与分析25-27
• 4.3.2 强度间相关关系分析27-29
• 4.4 弹性模量试验分析29-32
• 4.4.1 弹性模量计算方法29-30
• 4.4.2 试验结果与分析30-32
• 4.4.3 弹性模量与立方体抗压强度的关系32
• 4.5 弹强比32-33
• 4.6 小结33-35
• 第五章 塑性混凝土抗渗性能试验研究35-42
• 5.1 引言35
• 5.2 相对渗透系数的测定及计算35-36
• 5.3 试验结果及分析36-38
• 5.4 相对渗透系数影响因素主次分析38-40
• 5.5 相对渗透系数与强度的关系40-41
• 5.6 小结41-42
• 第六章 塑性混凝土综合分析42-53
• 6.1 引言42
• 6.2 多元非线性分析42-46
• 6.2.1 多元非线性模型的建立42-43
• 6.2.2 模型的求解及验证43-46
• 6.3 动态多目标最优规划46-50
• 6.3.1 动态多目标规划模型的建立与求解47-49
• 6.3.2 动态多目标规划结果及应用49-50
• 6.4 综合指数分析50-51
• 6.5 小结51-53
• 第七章 结论与展望53-56
• 7.1 结论53-54
• 7.2 展望54-56
• 参考文献56-59
• 致谢59-60
• 作者简介60

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