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纤维固化土抗裂抗冻耐久性试验研究

作　者: 周炜
导　师: 娄宗科
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 水利工程
关键词: 纤维固化土抗拉强度抗裂性抗冻性等值线图
分类号: TU472
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

土壤固化剂是一种在常温下能将土壤颗粒黏结并与颗粒中的铝硅酸盐矿物发生化学反应生成胶凝物质的新型建筑材料,它以自然土体为固结对象,具有就地取材、减少砂石用量、无环境污染、造价低廉等优点,在技术和经济上都具有重要意义,具有广阔的应用前景。本文针对固化土存在着强度低、易开裂、抗渗抗冻能力差等一些急待解决的问题,尝试在土体中掺入聚酯纤维利用其加筋作用来提高土体的抗拉强度,进而来改善其抗裂抗冻性能,在系统试验研究基础上,利用数理统计、试验设计方法的成果,着重研究了纤维固化土的抗裂性能和抗冻性能,得出了如下的主要结论:(1)HEC固化剂、YS固化剂、MBER土壤固化剂这三种不同类型的固化剂均对杨凌黄土有着较好的适应性;YS固化土体强度最高,HEC次之,MBER最低:MBER固化土体渗透系数最小,YS最大,HEC次之;综合考查抗压强度、渗透系数和经济性,MBER固化剂更为合适固化杨凌黄土。(2)MBER土壤固化剂剂量为12%,纤维掺量为0.9 Kg/m~3时,杨凌黄土的抗压强度和抗拉强度都达到最大值,分别为3.63MPa、0.52MPa;MBER型土壤固化剂能够有效提高土体的抗压强度和抗拉强度,聚酯纤维对于提高土体的抗压强度并不起明显作用,但能在一定程度上提高固化土体的抗拉强度,对于减少固化土体的裂缝和提高固化土体的耐久性具有良好的作用。(3)通过7d的抗拉强度等值线图可以看出,当固化剂掺量在12%～14%,纤维掺量在0.9 Kg/m~3～1.1 Kg/m~3之间时,固化土7d的抗拉强度可以达到0.4MPa。由于抗拉强度对固化土抗裂性能影响最大,因此,建议最优的固化剂掺量为12%,纤维掺量为0.9Kg/m~3。(4)MBER土壤固化剂能够提高土体在冻融循环时的质量损失率,当掺量在11%～15%之间时,其20次冻融循环后的质量损失率均小于5%。但其强度损失率较大,均超过了25%,当固化剂掺量为15%,纤维掺量为0.6 Kg/m~3时,固化土体的质量损失率达到了最小值;当固化剂掺量为15%,纤维掺量为0.8 Kg/m~3时,其强度损失率达到最小值。综合考虑质量损失率和强度损失率,建议最优固化剂掺量为15%,纤维掺量为0.8Kg/m~3。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-23
  1.1 土壤固化剂的类型和固化机理  9-14
    1.1.1 固化剂的类型  9-12
    1.1.2 固化机理  12-14
  1.2 固化土研究应用现状  14-21
    1.2.1 固化土的力学性能  14-17
    1.2.2 固化土的耐久性  17-18
    1.2.3 固化土工程应用  18-21
  1.3 主要存在问题  21-22
  1.4 研究目的和意义  22
  1.5 本文研究的主要内容  22-23
第二章固化剂的品种筛选  23-30
  2.1 研究依据  23
  2.2 研究方法  23
  2.3 试验方法  23-26
    2.3.1 试验方案  24
    2.3.2 试验测试内容  24-26
  2.4 试验材料  26
  2.5 结果与分析  26-29
    2.5.1 抗压强度结果与分析  27-28
    2.5.2 抗渗结果分析  28-29
    2.5.3 综合比较  29
  2.6 本章主要结论  29-30
第三章纤维固化土的抗裂性能试验研究  30-56
  3.1 试验材料和试验方法  30-31
    3.1.1 试验材料  30
    3.1.2 试验设计  30
    3.1.3 试件的制作和养护  30-31
  3.2 7d抗拉强度结果与分析  31-40
    3.2.1 极差分析  33-36
    3.2.2 方差分析  36-39
    3.2.3 回归分析  39-40
    3.2.4 等值线图  40
  3.3 7d抗压强度结果分析  40-45
    3.3.1 极差分析  40-43
    3.2.2 方差分析  43-44
    3.3.3 回归分析  44
    3.3.4 等值线图  44-45
  3.4 28d抗拉强度的结果分析  45-50
    3.4.1 极差分析  45-48
    3.4.2 方差分析  48-49
    3.4.3 回归分析  49
    3.4.4 等值线图  49-50
  3.5 28d抗压强度的结果分析  50-55
    3.5.1 极差分析  50-53
    3.5.2 方差分析  53-54
    3.5.3 回归分析  54
    3.5.4 等值线图  54-55
  3.6 本章的主要结论  55-56
第四章纤维固化土的抗冻性能试验研究  56-64
  4.1 试验材料和方法  56-57
    4.1.1 试验材料的选取  56
    4.1.2 试验方法  56-57
    4.1.3 试验方案的设计  57
    4.1.4 试件的制作方法和养护条件  57
  4.2 纤维固化土的抗冻性能试验结果  57-59
  4.3 质量损失率分析  59-62
    4.3.1 极差分析  59-60
    4.3.2 方差分析  60-61
    4.3.3 回归分析  61
    4.3.4 等值线图  61-62
  4.4 强度损失率分析  62-63
    4.4.1 因素趋势图  62
    4.4.2 等值线图  62-63
  4.5 本章主要结论  63-64
第五章结论与展望  64-66
  5.1 主要结论  64-65
  5.2 存在问题  65-66
参考文献  66-70
致谢  70-71
作者简介  71

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