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《桂林理工大学》 2017年
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酸污染红黏土的物理力学性质试验研究

刘奕畅  
【摘要】:近年来,随着我国社会经济的迅速发展,越来越多的环境问题日益凸显,其中土体的污染问题也受到越来越多学者的关注。本文依托广西高校科学技术研究重点项目——桂林岩溶区污染红黏土的岩土工程特性研究【KY2015ZD055】开展系列研究,本文选用广西桂林雁山地区红黏土作为试验土样,盐酸溶液作为酸污染物,以盐酸溶液的浓度和红黏土在酸溶液中的浸泡时间作为影响因素,对酸污染红黏土的物理力学性质开展系列研究。主要研究成果包含以下几个方面:(1)通过抽气饱和的方法,制作浸泡不同浓度盐酸溶液和不同浸泡时间的酸污染红黏土样,浸泡后红黏土样外观无明显变化,但散发刺鼻气味,盐酸溶液由澄清变为黄绿色液体。(2)通过环刀法质量试验、烘干法含水率试验、比重试验以及液塑限联合测定试验,计算后获得酸污染红黏土的各项物理性质指标。结果显示随着盐酸溶液浓度和浸泡时间的增加,酸污染红黏土的质量和密度呈下降趋势,含水率呈上升趋势,酸污染后土中的孔隙比增大,红黏土颗粒比重整体下降,同时污染后红黏土的液限、塑限和塑性指数有所降低。这主要是因为酸污染后红黏土中的部分氧化物和易溶盐流失,土体胶结能力和亲水能力减弱,土体变得粗糙、松散。(3)通过固结试验和不固结不排水三轴剪切试验研究红黏土酸污染后压缩性质和抗剪强度变化规律。结果显示随着盐酸溶液浓度和浸泡时间的增加,酸污染红黏土的压缩性增加,压缩系数增大,压缩模量减小;抗剪强度降低,粘聚力指标减小,但内摩擦角变化不明显。这主要是因为红黏土被盐酸溶液腐蚀后,起胶结作用的氧化物被溶蚀,土中孔隙增大,土颗粒胶结能力降低。(4)结合酸污染红黏土各物理力学性质的变化特征,从化学反应的角度,探讨酸污染红黏土的腐蚀机理。红黏土次生矿物中的倍半氧化物和二氧化硅会与盐酸溶液产生化学反应,其中二氧化硅在溶液中水解平衡,水解反应过程是双向可逆的;倍半氧化物与盐酸反应生成新的盐类和水。红黏土中的水溶盐也会溶解于盐酸溶液中产生离子,新生成的离子与盐酸溶液产生离子交换反应,这些反应共同引起酸污染红黏土物理力学性质发生改变。
【学位授予单位】:桂林理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU446

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