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基本信息
- 項目名稱：
- 砂土基復(fù)合防滲層抗?jié)B性研究報告
- 小類：
- 機械與控制
- 簡介：
- 針對寧夏水資源短缺，土壤透水性大，工程防滲現(xiàn)狀和經(jīng)濟欠發(fā)達等問題，提出《砂土基復(fù)合防滲層抗?jié)B性研究》，以砂土作為基料，膨潤土與黏性土復(fù)合作為防滲劑形成砂土基復(fù)合防滲層，研究得出防滲層的最優(yōu)配合比，起始水力梯度與滲透系數(shù)的關(guān)系模型，防滲層構(gòu)造和厚度設(shè)計計算方法，以及施工工藝等。該防滲層防滲性好，能自修復(fù)，適應(yīng)地基變形能力大，無污染，可以就地取材，造價低廉。研究成果對寧夏工程防滲節(jié)水具有重要意義。
- 詳細介紹：
- 寧夏干旱少雨，水資源短缺，灌渠縱橫，湖泊濕地星羅棋布，窖井萬眼，而透水性大的砂土又廣泛分布，眾多的輸水和儲水建筑物防滲成了水利工程建設(shè)的突出問題。為此我們結(jié)合寧夏土壤特點和工程防滲現(xiàn)狀，探索以砂土為基本材料，摻入膨潤土用于工程防滲，研究發(fā)現(xiàn)膨潤土能顯著地提高砂土抗?jié)B性，但同時也發(fā)現(xiàn)單摻膨潤土對砂土抗?jié)B性的改善是有限的，且當(dāng)水力梯度較大時，有可能發(fā)生管涌、潛蝕等形式的滲透破壞。針對單摻膨潤土存在的問題，將膨潤土與黏性土復(fù)合，以膨潤土摻量、粘砂比、含水率為因素，設(shè)計正交試驗方案試驗研究了膨潤土與黏性土復(fù)合對砂土抗?jié)B性的作用效應(yīng)，分析作用機理，得出以下結(jié)論： ⑴膨潤土與黏性土復(fù)合能有效地改善砂土的抗?jié)B性，其效果明顯優(yōu)于膨潤土單摻，在膨潤土摻量相同的條件下，砂土試樣的滲透系數(shù)降幅由數(shù)百倍到數(shù)萬倍。 ⑵考慮抗?jié)B性和經(jīng)濟性的最優(yōu)組合方案為膨潤土摻量6%，粘砂比30%，含水量6%。各因素對滲透系數(shù)影響的主次順序為膨潤土摻量、含水量、粘砂比。 ⑶滲透系數(shù)隨干密度的增大基本趨勢是減小的，但二者并非一一對應(yīng)關(guān)系，在低密度區(qū)，二者關(guān)系離散性很大；在高密度區(qū)離散性較小，且滲透系數(shù)對干密度不敏感。 ⑷起始水力梯度隨滲透系數(shù)的減小而增大，呈線性關(guān)系ib=12.4-1.77k，且線性相關(guān)性很好，R2=0.9926。 ⑸在分析研究的基礎(chǔ)上提出了防滲層構(gòu)造和厚度設(shè)計計算方法，以及施工工藝等。 砂土基復(fù)合防滲層具有防滲性好，能自修復(fù)，適應(yīng)地基變形能力大，無污染，可以就地取材，造價低廉等優(yōu)點?？梢娚巴粱鶑?fù)合防滲層的研究具有重要的現(xiàn)實意義、社會意義、經(jīng)濟意義和理論價值。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 以廣布的砂土為基料，研究膨潤土摻量對砂土、黏性土、黃土抗?jié)B性作用規(guī)律。膨潤土能顯著提高砂土抗?jié)B性，但單摻膨潤土對砂土抗?jié)B性改善是有限的。對此，用黏性土改善砂土基防滲層的滲透穩(wěn)定性和抗?jié)B性，設(shè)計正交試驗研究膨潤土與黏性土復(fù)合對砂土抗?jié)B性的作用規(guī)律，分析作用機理，得出最優(yōu)配合比, 起始水力梯度與滲透系數(shù)的關(guān)系，考慮抗?jié)B性和經(jīng)濟性，確定合理膨潤土摻量,在此之上提出防滲層構(gòu)造和厚度設(shè)計計算方法及施工工藝等
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- ⑴以當(dāng)?shù)赝寥?，透水性大的砂土為防滲層基本材料，就地取材，顯著降低工程造價。 ⑵用低廉的當(dāng)?shù)卣承酝粮纳粕巴粱罎B層的滲透穩(wěn)定性和抗?jié)B性。 ⑶研究針對性強，有鮮明的地域特色，能很好的適應(yīng)寧夏工程防滲的需求，尤其砂土廣布的地區(qū)。 ⑷較其它防水措施相比，抗?jié)B性能更穩(wěn)定，材料更加環(huán)保，性價比更高。 ⑸此防滲層的防滲效果好，達到0.61×10-9m/s，遠優(yōu)于常規(guī)措施(10-7m/s)。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 砂土基復(fù)合防滲層與傳統(tǒng)及高分子防水材料相比，在材料和施工方法上具有抗?jié)B性好，能適應(yīng)不均勻沉降，自我修復(fù)性能好，防滲性能持久穩(wěn)定，施工簡便、工期短，綠色環(huán)保無污染等特點。 此研究區(qū)域特色強，廣泛適用于干旱缺水、砂土廣布的西部地區(qū)，能顯著改善寧夏乃至我國西部地區(qū)的防滲節(jié)水效果，為節(jié)約水資源和西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施貢獻力量。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 以寧夏廣泛分布的粘性土、黃土、砂土為研究對象，試驗研究了膨潤土的摻入量對三種土樣壓實干密度和滲透系數(shù)的作用效應(yīng)，并將膨潤土與粘性土復(fù)合，以膨潤土摻量、粘砂比、含水率為因素，設(shè)計正交試驗方案，試驗研究了膨潤土與粘土復(fù)合對砂土抗?jié)B性的作用效應(yīng)，揭示了作用機理和作用規(guī)律，為膨潤土直接與土壤拌和應(yīng)用于防水工程提供了理論依據(jù)。試驗表明：膨潤土能明顯降低土壤的滲透性，對砂土抗?jié)B性能的改善作用尤為明顯。膨潤土摻配比存在一個最優(yōu)值，當(dāng)膨潤土摻量小于最優(yōu)值時作用效應(yīng)顯著，超過最優(yōu)值后作用效應(yīng)增幅很小。對于砂土，膨潤土的最優(yōu)摻配比為8%，黃土和粘土的最優(yōu)摻配量在6%左右。單摻膨潤土對砂土防滲性的改善是有限的，且當(dāng)水力梯度較大時，有可能發(fā)生管涌、潛蝕等形式的滲透破壞，膨潤土與粘性土復(fù)合能顯著地降低砂土的滲透性，其效果明顯優(yōu)于膨潤土單摻；各因素對砂土滲透性影響的主次順序為膨潤土摻量、含水率、粘砂比，最優(yōu)組合方案為膨潤土摻量6%，粘砂比30%，含水量6%；提出較優(yōu)組合方案下，3m左右水深時建議的防滲層厚度為250mm。
獲獎情況
- ⑴崔自治,彭博,崔永成等.膨潤土改善土壤抗?jié)B性試驗研究[J].節(jié)水灌溉,2010,0(11):48-50 ⑵崔自治,張群等.膨潤土與粘性土復(fù)合改善砂土抗?jié)B性研究[J].節(jié)水灌溉,2010,0(12):60-63 ⑶崔自治,張群,王曉蕓,崔永成.鹽對膨潤土-砂土復(fù)合防滲層抗?jié)B性影響研究[J].節(jié)水灌溉,2011,(5):9-11 ⑷王曉蕓,崔自治,張群,崔永成.鹽對砂土基復(fù)合防滲層的抗?jié)B性影響研究,審稿中 ⑸獲得寧夏大學(xué)第七屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)作品競賽一等獎。
鑒定結(jié)果
- 以上信息真實可靠！
參考文獻
- ⑴ ⑵
同類課題研究水平概述
- 膨潤土在防水工程的應(yīng)用研究還處于初級階段。工程上利用膨潤土做防水是目前防水的一種途徑，至今人們?nèi)栽诓粩嗟靥剿髋驖櫷练浪淖饔脵C理。膨潤土防水性能研究，仍然是當(dāng)前和未來一段時期研究的熱點，主要集中在膨潤土的細度、摻配比對防水性能的影響和微觀機理研究。 膨潤土和粘土復(fù)合能有效改善膨潤土混合材料的防滲穩(wěn)定性。 膨潤土的研究利用面廣闊，但是其在工程防水方面的研究較少，國內(nèi)研究以膨潤土單摻防水為多，防水性能受限、不成熟。砂土基復(fù)合防滲層抗?jié)B性的研究是一個嶄新的課題。 目前，我國膨潤土大量應(yīng)用于鑄造型砂粘結(jié)劑、快干涂料、鉆井泥漿、食油脫色脫脂、污水處理等領(lǐng)域。因為其獨特的性能優(yōu)勢，國外對于膨潤土在防滲工程方面有了一些較為成熟應(yīng)用研究。我國水利部2004年引進國際先進水利科技學(xué)術(shù)項目(948項目)時將此項技術(shù)引進到中國，以膨潤土防滲毯的形勢應(yīng)用于工程中，例如垃圾場填埋、地下室、河道、堤壩等防滲領(lǐng)域。這種產(chǎn)品在國外運用在河道、堤壩等防滲方面，已經(jīng)取得較為成功的經(jīng)驗，國內(nèi)由于生產(chǎn)技術(shù)、工程造價、環(huán)境效益等方面的缺陷，在水利領(lǐng)域的應(yīng)用還比較少，致使此項技術(shù)目前未得到大面積推廣。膨潤土的工程應(yīng)用還需另辟蹊徑，結(jié)合我國實際情況，自主研發(fā)更有效的實用技術(shù)。周健等人對膨潤土改性天然粘土滲透性的試驗研究，分析了膨潤土摻入量和干密度對粘土滲透性的影響，研究認為摻入膨潤土可以進一步降低土體的滲透性，壓實干密度是影響土樣滲透性的最重要因素[4]。但初始含水量對試樣壓實效應(yīng)的影響，報道不多。 作品指導(dǎo)老師對土壤有多年研究經(jīng)驗，對膨潤土的性能也做過多方面的研究。通過大量文獻資料的查閱和項目研究，獲得了許多重要的成果。
