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1、高分子材料改性淤泥质土及其机理研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：任葳葳指导老师：黄煜镔副教授专业：交通运输工程学科门类：工学重庆大学土木工程学院二O一五年五月StudyonModificationandMechanismofsiltSolidifiedbyPolymerMaterialAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngine
2、eringByRenWeiweiSupervisedbyA.P.HuangYubinSpecialty:TrafficandTransportationEngineeringCollegeofCivilEngineeringofChongQingUniversity,ChongQing,China.May,2015中文摘要摘要淤泥质土是在非常缓慢的水流环境下沉积并经过生物、化学及物理作用后形成的。由于它具有强度低、含水率高、渗透性小、孔隙比大等特点，使其处理成为长期以来困扰工程人员的一大难题。目
3、前，化学处理方法因其施工简便、适用广泛、价格低、见效快等优势得到广泛运用。但使用最多的无机固化材料具有固化效率低、受土中有机质影响大、土体易开裂及水稳定性差等缺点。相比之下，有机高分子固化材料则能长期稳定地固化土体，弥补上述缺陷。并且随着材料学的长足发展，现今许多新兴高分子材料克服了以往高分子材料具有毒性及会污染环境等不足，使得高分子材料固化淤泥质土能够展现出各方面的绝对优势，研究新型高分子固化材料成为解决淤泥问题的新型有效途径。本文主要选取三种新型高分子固化材料分别掺入淤泥质土对其进行固化，通
4、过进行不同高分子材料掺量下的无侧限抗压试验、直剪试验、收缩试验、浸水试验及一系列微观试验，分别得出了固化土的力学、变形及水稳定性等改性效果及其改性机理。研究结果可为软土处理问题提供新的途径与科学依据。通过对高分子改性淤泥质土进行研究，结果表明：①高分子材料能提高淤泥质土的无侧限强度，其中苯丙乳液的改善效果最优。高分子材料能有效提高淤泥质土的抗剪强度指标。其中0.6%掺量的聚丙烯酸脂乳液能增加粘聚力60%，0.6%掺量的苯丙乳液能使内摩擦角提高5°。②高分子材料能显著提高淤泥质土的变形性能，并减小
5、在自然条件下的因失水引起的收缩。0.3%掺量下聚丙烯酸脂乳液能减小土体70%的荷载变形，高分子材料能在降低土体失水收缩的线缩率的同时，提高缩限。③掺量0.3%苯丙乳液的固化土浸水后强度下降最小，仅下降30%左右。掺量0.9%聚丙烯酸脂乳液的固化土浸泡于水中的耐久性最好，三周后仍可保持试件原貌。④高分子材料的掺入，不会产生水化产物，但会改变土体低强片状结构，它主要通过减薄双电层、增强土颗粒联结及优化孔隙分布等机理固化淤泥质土。关键词：淤泥质土，高分子材料，化学固化，微观机理I英文摘要ABSTRAC
6、TThesiltformsbythefunctionofbiological,chemicalandphysicalafterthedepositionofaveryslowwaterenvironment,itsmainlyhasthecharacteristicsofhighstrength,lowmoisturecontent,permeabilityandlargeporeratio,etc.Ithasbecomeabigtroubleinengineeringforalongtime.
7、Themethodofchemicalsolidificationhasbeenwidelyusedbecauseitsadvantagesofeasyconstruction,applicablewidely,lowprices,fasteffectandothers.Butthemostusedinorganicsolidifiedmaterialshavealotofdefects,suchaslowcuringefficiency,largeaffectedbyorganic,easyt
8、ocrackandpoorstabilityofwater.Organicpolymersolidifiedmaterial,bycontrast,arelong-termstabilitytosolidifiedsoilandmakeupforthedefects.Withtherapiddevelopmentofmaterialscience,manynewpolymermaterialsovercomespreviouspolymermaterials’defect,suchastoxic
