工业及建筑废弃物改良盐渍土的工程力学性质研究
我国新疆地区广泛分布着盐渍土。在自然环境下,盐渍土会产生盐胀、冻胀、溶陷、腐蚀等工程病害,将其用作路基与路面基层填料会严重影响道路等基础设施的稳定性与耐久性。随着新疆地区经济建设的发展,工业化、城镇化、基础设施的完善等带动了大量工业及建筑废弃物的产生,并且将其闲置会对环境造成一定的影响。因此,通过水泥窑粉尘（cement kiln dust,CKD）、废弃混凝土再生微粉（recycled fine powder of waste concrete,RFP）等工业及建筑废弃物对盐渍土的工程力学性质进行改良,使改良后的盐渍土能够用作于新疆盐渍土地区公路路基与路面基层的填料,具有一定的工程意义与经济、环保价值。本文通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、干湿循环试验、冻融循环试验,研究各试验因素对水泥窑粉尘、废弃混凝土再生微粉等工业及建筑废弃物改良盐渍土力学性能和路用性能的影响,综合评估改良盐渍土的工程力学性质,为改良后的盐渍土用作于新疆盐渍土地区公路路基与路面基层的填料提供参考。主要研究结论如下:（1）通过无侧限抗压试验、直剪试验研究各试验因素下改良盐渍土的力学性能。结果表明,初始含水率、养护龄期、掺量、改良剂掺比等试验因素对盐渍土及改良盐渍土抗压强度、抗剪强度指标的影响显著。各试验因素下单掺与双掺CKD、RFP改良盐渍土抗压强度、抗剪强度指标明显优于未改良盐渍土。单掺CKD、RFP改良盐渍土抗压强度、抗剪强度指标随着掺量增加而呈现增长的趋势。改良盐渍土抗压强度随着养护龄期的增加而呈现增长的趋势。RFP改良盐渍土在养护龄期为21d-28d时,初始含水率为9.9%的各掺量RFP改良盐渍土抗压强度优于其他初始含水率的RFP改良盐渍土。单掺CKD改良盐渍土抗压强度、单掺与双掺CKD、RFP抗剪强度指标随着初始含水率的增加而呈现减小的趋势。改良盐渍土抗压强度、抗剪强度指标都会随着RFP占比的增大而提高,说明RFP提升盐渍土强度的能力优于CKD。其中试验因素为养护28d、初始含水率为9.9%、30%RFP改良盐渍土的抗压强度最高,到达3227.40k Pa,较同一试验因素下的未改良盐渍土抗压强度提升了2849.78k Pa。试验因素为初始含水率为5%、30%RFP改良盐渍土的黏聚力、内摩擦角最高,分别达到91.95k Pa、20.48°,较同一试验因素下的未改良盐渍土黏聚力、内摩擦角分别提升了52.04k Pa、4.71°。CKD、RFP加入盐渍土后,盐渍土中生成凝胶物质,并且土中发生离子交换与团粒化作用,部分未参与水化反应的CKD、RFP填充在盐渍土的架空孔隙中,它们共同作用使土颗粒不断形成土团,孔隙大幅度减少,形成团聚的空间网状结构,较未改良盐渍土的土体结构更加密实与稳定。（2）通过干湿循环、冻融循环试验研究各试验因素下改良盐渍土的路用性能。结果表明,初始含水率、改良剂掺比、干湿循环次数、冻融循环次数等试验因素会影响改良盐渍土的干湿、冻融耐久性。经过10次干湿循环后,RFP改良盐渍土的干湿、冻融残余抗压强度与干湿、冻融残余抗压强度系数高于盐渍土、CKD改良盐渍土、双掺CKD+RFP改良盐渍土,说明其干湿、冻融耐久性能显著。从10次干湿循环后改良盐渍土的残余抗压强度系数来评判,初始含水率为15%、30%RFP改良盐渍土干湿耐久性最佳,干湿残余抗压强度系数为98.34%;从10次冻融循环后改良盐渍土的残余抗压强度系数来评判,初始含水率为9.9%、30%RFP改良盐渍土冻融耐久性最佳,冻融残余抗压强度系数为69.51%。
- 作者：
- 谢宇轩
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2023年
- 导师姓名：
- 朱连勇
- 中图分类号：
- TU448
- 关键词：
- 废弃混凝土再生微粉；水泥窑粉尘；工程力学性质；冻融循环；改良盐渍土
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