改性水泥-膨潤土材料物理力學性質(zhì)室內(nèi)試驗研究.pdf

1、水泥-膨潤土材料作為一種滲透系數(shù)極低的人工合成材料，在歐洲和美國廣泛用于澆筑垂直防滲墻。目前，該材料在國內(nèi)尚未大面積運用，但隨著國內(nèi)生態(tài)文明建設的不斷深入，對土壤環(huán)境保護的重視，垂直防滲墻技術因其造價低，施工方便，技術成熟等優(yōu)點，展現(xiàn)出極大的發(fā)展?jié)摿ΑＲ虼?，針對水?膨潤土材料物理力學性質(zhì)的研究有助于我國發(fā)展相關技術，為工程實踐提供理論基礎。
　　本文以水泥-膨潤土材料為研究對象，在總結國內(nèi)外相關研究現(xiàn)狀的基礎上，對四種不同配比的

2、改性水泥-膨潤土材料進行了抗壓強度和改變環(huán)境變量(外部濕度和環(huán)境溫度)對其物理力學性質(zhì)影響的室內(nèi)試驗。粒化高爐礦渣粉(GGBS)和粉煤灰(PFA)材料作為膠結材料被用于部分替代水泥-膨潤土材料中的水泥成分，形成改性水泥-膨潤土材料。通過對不同配比,不同齡期的水泥-膨潤土材料進行無側(cè)限抗壓強度試驗和三軸抗壓試驗并進行理論分析，得到不同配比和齡期對材料強度指標變化的影響規(guī)律;通過模擬不同濕度環(huán)境并測定材料含水率的方法獲得配比對材料保水能力的

3、影響規(guī)律，為優(yōu)化水泥-膨潤土材料工程性質(zhì)提供了依據(jù)。通過進行凍融循環(huán)測試，了解材料配比對其抗凍融能力的影響。本研究獲得的主要結論和成果包含以下幾個方面:
　　(1)對不同配比，不同齡期的改性水泥-膨潤土材料進行無側(cè)限抗壓強度試驗和三軸抗壓試驗，分析了材料的應力-應變關系，失效機制，影響材料極限應力和極限應變的因素。研究發(fā)現(xiàn)，材料隨齡期增加表現(xiàn)出由非敏感材料向敏感材料轉(zhuǎn)變的過程，其破壞方式由單側(cè)斜向剪切破壞(典型剪切破壞)向雙向剪切

4、破壞(楔形破壞，劈裂破壞)過渡。在28d的時間內(nèi)，材料的極限應力隨齡期增加出現(xiàn)明顯增大，使用GGBS部分置換水泥能夠明顯提高材料的極限應力。在考慮材料極限應變的影響因素方面，材料極限應變隨時間降低，GGBS和PFA對材料極限應變的影響尚不明確。GGBS的摻加有助于增加強度提升后期(60天齡期)材料的黏聚力，但材料的內(nèi)摩擦角與本文設計的四種配合比之間的相關性差。
　　(2)通過模擬不同濕度環(huán)境下，水泥-膨潤土材料含水量隨時間的變化關