库水环境变化对分散性土工程性质的影响及其作用机理研究

发布时间：2017-12-14 16:20

  本文关键词：库水环境变化对分散性土工程性质的影响及其作用机理研究

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【摘要】：分散性土是一种在低含盐量水中(或纯净水中)由于离子相互间的排斥力超过吸引力,导致呈团粒结构存在的土颗粒分散形成原级颗粒的特殊土。分散性土的抗冲蚀性能很低,使其构筑而成的水工建筑物具有很大的安全隐患。土力学相关理论表明,土的工程特性受外界环境的变化而变化,对分散性土而言,则尤为显著。本研究采用分散性土鉴定试验(针孔试验和碎块试验)、湿化崩解试验、压缩试验、直接剪切试验和扫描电子显微镜试验等,研究了库水环境酸碱度变化对分散性土的分散性、力学性质和微观结构等的影响,以期为水利工程中分散性土坝的运行与管理提供依据。研究结论如下:(1)针孔试验和碎块试验表明,分散性土在酸性库水和碱性库水条件下,其分散性随着库水环境中酸碱含量的增加而减弱。非分散性土在酸性库水环境下,其依然保持非分散性土的特性;但在碱性库水环境下,随着OH-含量的增加,其分散性先增强后减弱。(2)压缩试验和直接剪切试验表明,酸性库水环境下,分散性土的压缩模量、黏聚力和内摩擦角随着库水环境中酸含量的增加显著降低;碱性库水环境下,分散性土的压缩模量、黏聚力随着碱含量的增加先增加后减小,而内摩擦角的变化无明显规律。(3)扫描电子显微镜试验表明,酸性库水环境下,分散性土的架空孔隙和粒间孔隙均随着酸含量的增加而增多;碱性库水环境下,分散性土的土骨架先随着碱含量的增加而趋于密实,随后随着碱含量的继续增加而变得松散。(4)酸碱对分散性土的侵蚀机理不同。酸蚀分散性土的机理主要包括酸对土体中胶结物质的溶蚀作用和离子交换作用;碱蚀分散性土的机理主要包括溶蚀作用、沉淀胶结作用和离子交换作用,当库水环境中碱含量较少时,碱土中的沉淀胶结作用为主,使得土体的工程性质增加,当库水环境中碱含量较多时,碱对土体中胶结物质的溶蚀作用显著,使得土体的工程性质减弱。
【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】：2017
【分类号】：TU43

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本文编号：1288558