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脱硫灰改良路基软土特性研究及工程应用

作　者: 谌军
导　师: 孙树林
学　校: 河海大学
专　业: 地质工程
关键词: 脱硫灰软土路基土工试验机理分析
分类号: U414
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

随着近年来公路建设快速的发展，公路软基的处理也越来越受到国家、政府和学者们的重视。目前，我国主要采用一定比例的粉煤灰和石灰混合物或水泥作为添加材料来提高路基和基层的稳定性。但是，随着经济可持续发展和环保的需要，国内的火力发电厂采用各种脱硫技术处理燃煤中的S，减小了SO₂对大气环境的污染。燃煤电厂通过脱硫工序产生的脱硫灰与普通粉煤灰在性能上有着较大的差异，导致煤粉粉煤灰应用技术难以用于脱硫灰，大多数脱硫灰基本堆置在灰场。目前，对脱硫灰的相关研究文献较少，特别是在软土路基稳定上的研究相当匮乏，极大的制约了脱硫灰资源的再利用。本文旨在通过室内试验对掺脱硫灰路基软土强度的试验和分析研究，寻找脱硫灰在软土路基方面的应用前景。脱硫灰的物理和化学特性与普通粉煤灰存在着一定的差异，本文通过室内土工试验，利用长江中下游地区普遍存在的淤泥质粘土、亚粘土与一定比例的脱硫灰混合，分析脱硫灰改良软土强度的效果和机理。本文的主要成果如下：（1）总结分析脱硫灰的物理指标如密度、细度、需水量比等性质以及脱硫灰与普通粉煤灰化学成分的不同之处。研究脱硫灰化学指标如烧失量、含炭量、火山灰活性等化学性质，分析影响脱硫灰火山灰活性的各种影响因素。（2）设计试验方案，针对所采用的淤泥质粘土和亚粘土，通过室内土工试验，得出了两种软土与脱硫灰和生石灰的最佳配比和最优含水率，分析了不同配比情况下，两种土样的强度差异，以及在压缩延滞和保养的条件下，强度的变化规律。（3）淤泥质粘土和亚粘土两种土样分别与不同比例的脱硫灰混合，进行CBR和回弹模量试验，分析研究脱硫灰比例的变化，试验数据变化的规律。（4）对脱硫灰改良软土的强度机理进行分析，详细阐述了脱硫灰的火山灰性质、自硬性和离子交换作用等效应改良软土的机理，以及不同条件下强度变化规律的机理进行了初步探讨。（5）根据室内试验结果，将确定的最佳灰土配比方案应用于镇江至溧阳高速公路工程。通过现场检测，证实了本文试验结果的准确性和可靠性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-21
  1.1 论文研究的目的与意义  9-10
  1.2 软土地基处理的研究进展与方法  10-17
    1.2.1 国内研究进展  10-11
    1.2.2 国外研究进展  11-12
    1.2.3 地基处理的方法概述  12-17
  1.3 脱硫灰的国内外研究进展  17-18
  1.4 脱硫灰的研究利用现状  18-19
    1.4.1 脱硫灰用于制砖和轻骨料  18
    1.4.2 脱硫灰回燃或作为脱硫剂再利用  18-19
    1.4.3 生产水泥  19
    1.4.4 用于城市环境治理  19
    1.4.5 脱硫灰用于交通工程中  19
  1.5 本文的主要工作  19-21
第二章脱硫灰的理化特性  21-29
  2.1 脱硫灰的形成  21
  2.2 脱硫灰的物理指标  21-24
    2.2.1 密度  22
    2.2.2 细度  22-24
    2.2.3 需水量比  24
  2.3 脱硫灰的化学成分及性质  24-29
    2.3.1 烧失量  26
    2.3.2 含炭量  26-27
    2.3.3 火山灰性质  27-28
    2.3.4 活性的影响因素  28-29
第三章掺脱硫灰软土强度的试验方案  29-44
  3.1 试验材料和前期准备  29-35
    3.1.1 试验材料  29-30
    3.1.2 试验准备工作  30-35
  3.2 试验方法  35-44
    3.2.1 击实试验  35-37
    3.2.2 无侧限抗压强度试验  37-38
    3.2.3 承载比试验  38-39
    3.2.4 回弹模量试验  39-44
第四章试验结果分析  44-58
  4.1 击实试验  44-49
  4.2 无侧限抗压强度试验  49-54
  4.3 回弹试验  54-56
  4.4 CBR试验  56-58
第五章脱硫灰改良软土的机理分析  58-67
  5.1 软土定义与类型  58-62
    5.1.1 软土的定义  58-59
    5.1.2 软土的类型和特征  59-62
  5.2 脱硫灰改良软土的机理  62-63
    5.2.1 土粒本身分析  62
    5.2.2 充填作用  62
    5.2.3 膏盐和铁质胶结作用  62-63
    5.2.4 离子交换作用  63
    5.2.5 脱硫灰的自硬机理  63
  5.3 "脱硫灰—石灰"体系改良软土的机理  63-67
    5.3.1 物理及化学过程  63-64
    5.3.2 火山灰反应  64
    5.3.3 结晶—缩合结构的形成  64-67
第六章工程实例  67-75
  6.1 工程概况  67-68
  6.2 区域地质概况  68-70
    6.2.1 地形、地貌、气象、水文  68
    6.2.2 区域地质  68-70
  6.3 工程地质条件  70-72
    6.3.1 工程地质分区  70
    6.3.2 工程地质层组划分及其特征  70-72
  6.4 工程处理方案  72-73
  6.5 路基强度检测与分析  73-75
结论与展望  75-77
  结论与认识  75-76
  展望  76-77
参考文献  77-80
致谢  80-81
附录  81

脱硫灰改良路基软土特性研究及工程应用

内容摘要

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