论文部分内容阅读
赤泥、粉煤灰是公认的固体废弃物,排放量极大。由于堆载、排放问题对环境造成严重污染,因此其资源化利用始终受到人们的密切关注。本文以赤泥、粉煤灰为基本原料制备地质聚合物,并在室内对其开展土工试验、测试其物理力学参数的基础上,根据其强度特征,结合有限元数值模拟,分析其作为挡土墙填料的工程应用效果,以期借助该类地质聚合物在岩土工程中的应用,拓展赤泥、粉煤灰资源化利用的途径和增大其处理利用量。论文取得的成果及认识如下:1、物理及化学分析测定表明,实验所用赤泥中化学组分以Al2O3、Si O2、Fe2O3为主,三种物质的总含量超过70%;粉煤灰以Al2O3、SiO2、Fe2O3及Ca O为主,四种物质的总含量超过85%;赤泥、粉煤灰自重均较轻,低于粘性土、砂性土。其中,赤泥的干密度为0.6g/cm3,粉煤灰的干密度为0.98g/cm3;粒度筛分结果表明赤泥中60%的颗粒粒径小于0.32mm,10%的颗粒粒径小于0.08mm,粉煤灰中60%的颗粒粒径小于0.065mm,10%的颗粒粒径小于0.005mm;2、对赤泥、粉煤灰、硅胶及黄土为原料制作的地质聚合物试样,进行击实试验结果表明,各配比组最优含水率随最大干密度的增大出现先增大后减小的特征,且在粉煤灰/赤泥为1:3配比组中,试样具有较好的击实性,各试样最优含水率分别为21.3%,22.9%,26.7%,25.8%;3、将最优含水率条件下制做的地质聚合物试样,通过室内直剪实验测试了原料成分配比、硅胶含量对其抗剪强度的影响。结果表明,力学性能最佳的配比条件是:赤泥:粉煤灰:黄土为15:45:40,硅胶的掺入量为12%(含水率22.9%);在上述配比条件下试样的力学强度随养护龄期的延长而增强,并在28d养护龄期之后仍有继续增强的趋势,其中,硅胶对其后期强度的增长起主导作用;4、对最佳配比条件下制作的地质聚合物,通过室内三轴压缩实验表明,随着围压增大,其弹性模量增大,养护龄期延长,其压缩性能减小;且在养护龄期为28d、围压为150kpa时的割线弹性模量最大可达30.3MPa;5、以砂性土、黄土及上述制备的地质聚合物分别作挡土墙填料,分别计算了同等条件下三类挡土墙的稳定性,结果表明赤泥-粉煤灰地质聚合物的最大基底压力最小、抗滑动稳定性最好、抗倾覆能力最高,用于挡土墙时优势明显;6、以细粒砂土、加土粉煤灰及赤泥-粉煤灰地质聚合物分别作挡土墙填料,通过FLAC3D程序对挡土墙工程实例做了数值模拟,分析计算了同等条件下三种填料挡土墙的稳定性,结果表明赤泥-粉煤灰地质聚合物用作挡土墙填料时,产生的水平位移和沉降量最小、挡墙中拉筋抗拔能力最好,性能明显优于加土粉煤灰与砂土。