本文關鍵詞： 路基工程 黏性土 磁化水 壓實機理 結構優(yōu)化 團聚體　出處：《南京大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：本文從黏性土壓實的微觀機理入手,在系統(tǒng)分析水-土-鹽(離子)相互作用的基礎上,提出了在施工期使土結構軟化,增強施工期壓實效果,進而達到降低路基土在運營期的壓縮量,提高路基土強度的作用�；诖呕诨炷凉こ獭Ⅺ}漬土脫鹽以及鍋爐除垢等領域中應用的微觀機制分析的基礎上,論文提出采用磁化水處理路基土的設想,并圍繞這一設想進行了大量的室內試驗研究。試驗結果表明：利用磁化水處理路基土,提高路基土強度和干密度的設想是可行的,并給出了磁化水改良路基土的初步設計方案。由于磁化水改良路基土的相關研究工作在國內外并未見可供參考的報道,因此,本次工作僅僅是探索性研究課題,并取得了一些有價值的成果,具體包括：(1) 根據(jù)磁化水在土-水-鹽相互作用中的特殊作用,提出了土體微細觀結構優(yōu)化思想。磁化水在施工期導致土顆粒接觸點的結構強度發(fā)生弱化,從而使土顆粒在承受同樣外部荷載(壓實功)后,經磁化水潤濕的土體發(fā)生結構塌陷,土顆粒向更緊密排列的趨勢發(fā)展,這樣可大大降低土的孔隙比、提高土的壓實性能；(2) 與普通水相比,磁化水處理后的土樣的各項物理和水理性質指標均發(fā)生不同程度的變化。其中自由膨脹率有所提高,塑限含水量增加而液限含水量下降,并導致塑性指數(shù)下降。而團粒分析成果顯示,在磁化水作用下,土中的粗粒組顆粒(團聚體)向粉粒組以及黏粒組轉化,說明土顆粒團聚體在磁化水作用下發(fā)生了瓦解。但加入分散劑的粒度分析試驗顯示,在磁化水作用下,黏粒組也會向粉粒組方向轉化,說明在磁化水作用下,凝聚與分散作用也能同時發(fā)生；(3) 滲透、擊實和剪切試驗進一步證實了磁化水對土體結構的優(yōu)化作用。經磁化水處理的土樣由于團聚體的瓦解,顆粒更加分散,在相同干密度的情況下,磁化水制樣的黏性土的滲透系數(shù)變小。在相同擊實功下,磁化水潤濕的土樣的最大干密度增大,對應的最優(yōu)含水量有所下降。剪切試驗表明,與普通水相比,磁化水制備的相同干密度土樣的內聚力和內摩擦角均有所增大,從而提高了土的抗剪強度；(4) 不同磁感應強度、不同溫度、不同水流速度以及不同性質土的試驗結果顯示,磁化水對黏性土性質的改良效果受到非常復雜的因素影響。最佳磁化參數(shù)以及該方法適用的土的類型有待進一步研究確認。
[Abstract]:Based on the microcosmic mechanism of clay compaction and the systematic analysis of water-soil-salt (ion) interaction, this paper puts forward that the soil structure will be softened during the construction period and the compaction effect will be enhanced. Based on the micro-mechanism analysis of magnetized water applied in concrete engineering, salinized soil desalination and boiler scale removal, the compression of subgrade soil in operation period can be reduced and the strength of roadbed soil can be improved. The paper puts forward the idea of using magnetized water to treat subgrade soil, and carries out a lot of laboratory experiments around this assumption. The experimental results show that it is feasible to increase the intensity and dry density of roadbed soil by using magnetized water to treat roadbed soil. The preliminary design scheme of magnetized water improved subgrade soil is also given. Since the related research work on magnetized water improved subgrade soil has not been reported for reference at home and abroad, this work is only an exploratory research subject. And some valuable results have been achieved, including: 1) according to the special role of magnetized water in soil-water-salt interaction, The idea of soil micro-structure optimization is put forward. The structure strength of the contact point of soil particles is weakened by magnetized water during the construction period, which makes the soil particles bear the same external load (compaction work). The structure of the soil wetted by magnetized water collapses and the soil particles are arranged more closely, which can greatly reduce the void ratio of the soil and improve the compaction performance of the soil. The physical and hydrological properties of the soil treated with magnetized water have changed in different degrees, in which the free expansion rate has been increased, the plastic limit water content has increased, and the liquid limit water content has decreased. The results of agglomeration analysis showed that, under the action of magnetized water, the coarse particles (aggregates) in soil were transformed into silt and clay groups. The results of particle size analysis with the addition of dispersant showed that the clay group would also transform to the silt group under the action of magnetized water, which indicated that under the action of magnetized water, the clay particle group would change to the silt group, which indicated that under the action of magnetized water, the clay particle group would be transformed to the silt particle group. Coacervation and dispersion can also occur at the same time. Compaction and shear tests further confirm the effect of magnetized water on the optimization of soil structure. The particles of the soil treated with magnetized water are more dispersed due to the disintegration of aggregates. Under the condition of the same dry density, the permeability coefficient of clay soil prepared by magnetized water becomes smaller. Under the same compaction work, the maximum dry density of soil sample wetted by magnetized water increases, and the corresponding optimum moisture content decreases. Compared with ordinary water, the cohesive force and internal friction angle of the same dry density soil samples prepared by magnetized water have been increased, thus increasing the shear strength of the soil. The experimental results show that the effect of magnetized water on the improvement of clay properties is affected by very complicated factors. The optimum magnetization parameters and the types of soils suitable for this method need to be further studied and confirmed.
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U416.1

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