粉煤灰

汐京 2023-08-22 发布于山西

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【6h】

粉煤灰-脱硫石膏混合体的耐淋特性及作为坝基材料的渗流稳定分析

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摘要
第1章绪论
1．1 选题背景
1．2 国内外研究现状
1．2．1 粉煤灰的利用现状
1．2．2 脱硫石膏的利用现状
1．2．3 粉煤灰-脱硫石膏混合体的研究及利用现状
1．3 研究目的及意义
1．4 研究内容与技术路线
1．4．1 研究内容
1．4．2 技术路线
第2章试验材料的基本性质研究
2．1 概述
2．2 粉煤灰的组成与分类
2．2．1 粉煤灰的颗粒形貌
2．2．2 粉煤灰的化学成分与矿物组成
2．2．3 粉煤灰的分类
2．3 粉煤灰的物理性质
2．3．1 粉煤灰的比重及密度
2．3．2 粉煤灰的液、塑限
2．3．3 粉煤灰的比表面积与颗粒级配
2．4 脱硫石膏的组成
2．4．1 脱硫石膏与天然石膏的差异
2．4．2 脱硫石膏的化学成分与矿物成分
2．5 脱硫石膏的物理性质
2．5．1 脱硫石膏的比重
2．5．2 脱硫石膏的颗粒分析及液塑限
2．6 本章小结
3．1 概述
3．2 混合体比重特性研究
3．3 混合体的击实特性研究
3．3．1 粉煤灰的击实特性
3．3．2 混合体的击实特性
3．3．3 石膏掺入比对击实特性的影响
3．4 混合体的渗透特性研究
3．5 混合体的压缩特性研究
3．5．1 粉煤灰的压缩特性
3．5．2 混合体的压缩特性
3．5．3 石膏掺入比对压缩特性的影响
3．6 混合体的剪切特性研究
3．6．1 粉煤灰的剪切特性
3．6．2 混合体的剪切特性
3．6．3 石膏掺入比对混合体剪切特性的影响
3．7 本章小结
第4章混合体耐淋试验研究
4．1 概述
4．2 混合体淋滤后的比重与变形
4．2．1 H9G1混合体淋滤后的比重与变形
4．2．2 H7G3混合体淋滤后的比重及变形
4．2．3 H5G5混合体淋滤后的比重及变形
4．2．4 石膏掺量对混合体淋滤后比重与变形的影响
4．3 混合体淋滤液中SO42-的滤出特征
4．3．1 淋滤液中SO42-的浓度变化
4．3．2 淋滤液中SO42-的滤出速度
4．4 混合体在淋滤过程中的渗透性
4．5 混合体试样淋滤后的抗剪强度
4．6 本章小结
第5章灰膏混合体作为坝基材料的渗流稳定分析
5．1 工程背景
5．2 计算目的和内容
5．3 计算模型
5．4 渗流计算及结果分析
5．4．1 计算原理
5．4．2 计算工况及方法
5．4．3 计算参数及边界条件
5．4．4 渗流计算结果分析
5．5 稳定性计算及结果分析
5．5．1 计算原理
5．5．2 计算工况及计算方法
5．5．3 计算参数
5．5．4 稳定性计算结果分析
5．6 本章小结
结论与展望
结论
展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得学术成果

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摘要

粉煤灰与脱硫石膏是燃煤电厂的两大固体废弃物，随着火电行业的发展，其产量越来越大，但利用率提升缓慢，因此大量堆积。目前，粉煤灰已被广泛用作灰坝的子坝加高材料，由于场地有限，脱硫石膏在堆放过程常常混入粉煤灰中，因此研究粉煤灰-脱硫石膏混合体（以下简称“灰膏混合体”）作为灰坝坝基材料的可行性具有重要意义。论文针对脱硫石膏混入灰渣库这一问题，进行一系列物理、化学、力学试验，研究灰膏混合体的工程力学性质，并采用GeoStudio软件对以灰膏混合体作坝基材料的灰坝进行渗流和稳定分析。本文完成的主要内容有:
　　(1)分别对取自四川珙县电厂的粉煤灰和脱硫石膏进行试验研究，测定其主要成分、比重、颗粒级配、界限含水率等。结果表明，粉煤灰主要矿物成分为石英和莫来石，为级配良好的粉土质砂;脱硫石膏主要成分是CaSO4·2H2O，为级配良好的低液限粉土。
　　(2)分别选取粉煤灰和三种脱硫石膏掺量（10％、30％和50％）的灰膏混合体进行力学特性研究，包括其比重特性、击实特性、压缩特性、渗透特性和三轴剪切强度。结果表明，粉煤灰与混合体均为透水性较弱的中低压缩性材料，三种混合体的强度较粉煤灰均有一定程度的提高;试验材料的压缩性与内摩擦角受细粒含量的影响，均与脱硫石膏掺量呈负相关关系。
　　(3)采用南70型渗透仪对三种不同比例的灰膏混合体进行淋滤试验，分析混合体中可溶性物质的种类、含量以及淋滤作用对混合体物理力学性质的影响。结果表明，随着混合体中石膏掺入量的增大，相应淋滤液中SO42--离子浓度的峰值及稳定值均呈增大趋势;淋滤过程中，混合体的渗透系数有增大趋势，且随石膏掺量的增大而减小;淋滤后试样的强度值与石膏掺量呈负相关关系，与淋滤前相比，粘聚力大幅降低，内摩擦角略有增大。
　　(4)分别采用GeoStudio软件中的SEEP/W程序和SLOPE/W程序，对不同石膏掺量的灰膏混合体作坝基的灰坝，进行不同工况下的渗流分析和坝基稳定计算。结果表明，不同石膏掺量的灰膏混合体作坝基的子坝，其浸润线在不同工况下均未超过坝坡。不同材料做坝基的灰坝，在各工况下的安全系数均大于规范要求的最小值，坝基稳定;其中，掺石膏30％的灰膏混合体作坝基材料时安全系数最高。展开▼