2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、隨著水資源供需矛盾的加劇,節(jié)約利用水資源引起了各行業(yè)的高度重視,農(nóng)業(yè)是用水大戶,實施節(jié)水灌溉工程勢在必行,其中渠道襯砌防滲工程以其施工簡單、造價低等優(yōu)點,得到了廣泛的推廣與應(yīng)用。我國西北地區(qū)干旱、寒冷、鹽漬化嚴(yán)重,渠道防滲材料的選擇受到一定的限制,目前該地區(qū)渠道襯砌的主要材料為混凝土板,存在費用高、抗凍脹性能差、施工工期長、襯砌失效后固體廢棄物污染環(huán)境等一系列突出問題,因此篩選新型防滲襯砌新材料是當(dāng)前灌區(qū)面臨的重要問題,其研究具有重要的

2、實用價值及現(xiàn)實意義。
  本文通過室內(nèi)實驗和工程現(xiàn)場試驗對復(fù)合土工膨潤土墊(Geosynthetic Clay Liner)在寒旱鹽漬化地區(qū)的防滲特性及相關(guān)機(jī)理進(jìn)行如下研究:(1)測試 GCL基本特性,結(jié)合研究區(qū)特點及GCL產(chǎn)地進(jìn)行了試樣篩選;(2)探討了膨潤土在不同電解質(zhì)溶液中的膨脹特性、流變性、粘度、濾失量;(3)凍融循環(huán)及離子雙因素耦合作用對膨潤土特性及GCL防滲性能影響;(4)進(jìn)行了高溫、低溫、高低溫循環(huán)、紫外線照射、水泥

3、砂漿浸泡、工程現(xiàn)場老化實驗,分析GCL的力學(xué)性能變化;(5)用微觀方法研究了膨潤土的結(jié)構(gòu),通過微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)(水力半徑、形態(tài)指標(biāo)、表面分維、孔隙率)分析膨潤土結(jié)構(gòu)變化。得到以下有價值的結(jié)論和成果:
  (1)膨潤土的水化過程是分階段進(jìn)行的,電解質(zhì)類型及濃度對膨潤土特性有顯著影響,膨潤土自由膨脹體積、膨脹后的含水率、濾失量與水化液中離子濃度、化合價呈負(fù)相關(guān),濾餅厚度、滲透系數(shù)則相反,呈正相關(guān);水化液為黃河水時,懸浮體剪切應(yīng)力增加,觸變

4、性降低。切應(yīng)力的大小與膨潤土顆粒分散度、細(xì)小顆粒含量呈正相關(guān),與水化液電解質(zhì)濃度呈負(fù)相關(guān)。
  (2)凍融循環(huán)改變膨潤土顆粒結(jié)合方式,導(dǎo)致粘結(jié)性降低,分散性增強(qiáng),自由膨脹體積、膨脹后的含水量、剪切應(yīng)力增加,濾失量、濾餅厚度降低;水化液為蒸餾水、黃河水時,31次凍融循環(huán)后自由膨脹體積均值增加了17.8%、32.8%。含水率均值增加了9.3%、16.8%,EC值增加了32.7%、24.9%,剪切應(yīng)力增加了38.0%、37.1%;濾失量

5、均值降低了24.3%、23.4%;濾餅厚度降低了19.4%、15.4%。滲透系數(shù)約增加了1個數(shù)量級,但仍較小,僅為襯砌前渠床土壤滲透率的0.35%~0.72%。滲出過程中有膨潤土顆粒濾出,濾出液EC值降低了55.3%、48.0%。
  (3) GCL應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈“M”型,有兩個屈服點,分四個階段:下層織物彈性非線性變形階段;下層織物極限斷裂階段;上層織物彈性非線性變形階段以及極限斷裂階段。高溫、低溫、高-低溫循環(huán)、溫度-濕度耦

6、合、紫外線照射、水泥砂漿浸泡均導(dǎo)致GCL的力學(xué)性能降低,影響較大的因素為高溫和紫外線照射。工程現(xiàn)場試驗表明,試驗第1年力學(xué)性能降低幅度較大,隨著泥沙淤積形成覆蓋層,老化速度降低。
  (4)GCL應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系可用高斯雙峰擬合得到的本構(gòu)方程描述,經(jīng)檢驗,有較好的相關(guān)性。其系數(shù)與不同老化因素呈指數(shù)、對數(shù)關(guān)系,使用年限預(yù)測結(jié)果表明,30年后其殘余應(yīng)力值可達(dá)到30%。
  (5) X熒光光譜分析結(jié)果表明:試樣有良好的結(jié)晶度及層狀結(jié)

7、構(gòu),膨潤土的主要成分為SiO2。黃河水水化凍融后金屬氧化物的含量略有增加。膨潤土SEM圖像表明:電解質(zhì)濃度及凍融循環(huán)影響膨潤土孔隙分布、孔隙表面特征及孔隙的大小,可以通過膨潤土微觀結(jié)構(gòu)的孔隙表面分維、孔隙率、水力半徑和形態(tài)等微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)描述。試樣水力半徑在33.18~372.11μm之間;孔隙率在6.21%~69.69%之間,表面分維在1.18~1.22之間,形態(tài)指標(biāo)在0.05~0.52之間,孔隙主要以不規(guī)則板狀孔隙結(jié)構(gòu)為主。工程現(xiàn)場試

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