赤泥-粉煤灰地質(zhì)聚合物力學(xué)性能及擋土墻應(yīng)用研究.pdf

1、赤泥、粉煤灰是公認(rèn)的固體廢棄物，排放量極大。由于堆載、排放問題對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，因此其資源化利用始終受到人們的密切關(guān)注。本文以赤泥、粉煤灰為基本原料制備地質(zhì)聚合物，并在室內(nèi)對(duì)其開展土工試驗(yàn)、測(cè)試其物理力學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)其強(qiáng)度特征，結(jié)合有限元數(shù)值模擬，分析其作為擋土墻填料的工程應(yīng)用效果，以期借助該類地質(zhì)聚合物在巖土工程中的應(yīng)用，拓展赤泥、粉煤灰資源化利用的途徑和增大其處理利用量。論文取得的成果及認(rèn)識(shí)如下：
　　1、物理及化學(xué)分

2、析測(cè)定表明，實(shí)驗(yàn)所用赤泥中化學(xué)組分以Al2O3、SiO2、Fe2O3為主，三種物質(zhì)的總含量超過70％；粉煤灰以Al2O3、SiO2、Fe2O3及CaO為主，四種物質(zhì)的總含量超過85%；赤泥、粉煤灰自重均較輕，低于粘性土、砂性土。其中，赤泥的干密度為0.6g/cm3，粉煤灰的干密度為0.98g/cm3；粒度篩分結(jié)果表明赤泥中60%的顆粒粒徑小于0.32mm,10%的顆粒粒徑小于0.08mm,粉煤灰中60%的顆粒粒徑小于0.065mm,10

3、%的顆粒粒徑小于0.005mm；
　　2、對(duì)赤泥、粉煤灰、硅膠及黃土為原料制作的地質(zhì)聚合物試樣，進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果表明，各配比組最優(yōu)含水率隨最大干密度的增大出現(xiàn)先增大后減小的特征，且在粉煤灰/赤泥為1:3配比組中，試樣具有較好的擊實(shí)性，各試樣最優(yōu)含水率分別為21.3%，22.9%，26.7%，25.8%；
　　3、將最優(yōu)含水率條件下制做的地質(zhì)聚合物試樣，通過室內(nèi)直剪實(shí)驗(yàn)測(cè)試了原料成分配比、硅膠含量對(duì)其抗剪強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明，

4、力學(xué)性能最佳的配比條件是：赤泥：粉煤灰：黃土為15:45:40，硅膠的摻入量為12%（含水率22.9%）；在上述配比條件下試樣的力學(xué)強(qiáng)度隨養(yǎng)護(hù)齡期的延長(zhǎng)而增強(qiáng)，并在28d養(yǎng)護(hù)齡期之后仍有繼續(xù)增強(qiáng)的趨勢(shì)，其中，硅膠對(duì)其后期強(qiáng)度的增長(zhǎng)起主導(dǎo)作用；
　　4、對(duì)最佳配比條件下制作的地質(zhì)聚合物，通過室內(nèi)三軸壓縮實(shí)驗(yàn)表明，隨著圍壓增大，其彈性模量增大，養(yǎng)護(hù)齡期延長(zhǎng)，其壓縮性能減?。磺以陴B(yǎng)護(hù)齡期為28d、圍壓為150kpa時(shí)的割線彈性模量最大可

5、達(dá)30.3MPa；
　　5、以砂性土、黃土及上述制備的地質(zhì)聚合物分別作擋土墻填料，分別計(jì)算了同等條件下三類擋土墻的穩(wěn)定性，結(jié)果表明赤泥-粉煤灰地質(zhì)聚合物的最大基底壓力最小、抗滑動(dòng)穩(wěn)定性最好、抗傾覆能力最高，用于擋土墻時(shí)優(yōu)勢(shì)明顯；
　　6、以細(xì)粒砂土、加土粉煤灰及赤泥-粉煤灰地質(zhì)聚合物分別作擋土墻填料，通過FLAC3D程序?qū)跬翂こ虒?shí)例做了數(shù)值模擬，分析計(jì)算了同等條件下三種填料擋土墻的穩(wěn)定性，結(jié)果表明赤泥-粉煤灰地質(zhì)聚合物用