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硫酸盐侵蚀水泥稳定级配碎石的化学-力学计算理论及其应用
| 论文题名： | 硫酸盐侵蚀水泥稳定级配碎石的化学-力学计算理论及其应用 |
| 关键词： | 路面拱胀;硫酸盐侵蚀;水泥稳定级配碎石;化学-力学计算理论;数值模拟 |
| 摘要： | 我国盐渍土分布广泛，集中分布于西北、华北、东北以及沿海地区，其中西部六省区(陕、甘、宁、青、蒙、新)占69.04%。而新疆地区是我国盐渍土分布最广泛的地区。近年来由于硫酸盐侵蚀水泥稳定级配碎石基层引起路面拱胀现象已经严重影响了交通发展，实际治理效果也不理想。因此有必要深入研究硫酸盐侵蚀水泥稳定级配碎石拱胀变形规律，为新疆硫酸盐渍土地区公路修筑和养护提供理论依据。 本文根据硫酸盐侵蚀水泥稳定级配碎石基层引起路面拱胀病害的侵蚀机理，建立了等温饱和条件下硫酸盐侵蚀水泥稳定级配碎石的化学-力学计算理论，并将建立的计算理论接入COMSOL软件中，通过数值模拟，研究了硫酸盐侵蚀水泥稳定级配碎石产生拱胀变形的影响因素及其影响规律，具体工作和相应成果如下： (1)考虑三种铝酸盐浓度的计算方法、钙矾石晶体填充孔隙对孔隙率的影响及水泥水化程度对硫酸盐侵蚀反应的影响，建立了等温饱和条件下硫酸盐侵蚀水泥稳定级配碎石的化学-力学计算理论。 (2)将建立的化学-力学计算理论接入COMSOL软件中，通过建立与室内侵蚀试验相同的数值分析模型，并将数值计算结果与试验结果进行对比分析，验证了计算理论。 (3)通过数值分析，研究了试样尺寸、硫酸盐含量、水泥掺量、水泥种类、水泥水化程度等因素对硫酸盐侵蚀水泥稳定级配碎石膨胀应变的影响规律，并利用正交试验方案分析得出主要影响因素与次要影响因素：侵蚀反应前期硫酸盐含量为主要影响因素，侵蚀反应后期水泥掺量为主要影响因素。 (4)通过数值分析，研究了外部硫酸盐侵蚀水泥稳定级配碎石膨胀应变的发展规律以及侵蚀反应随时间的变化规律，并与内部侵蚀进行了对比分析。 |
| 作者： | 王倩云 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 冯瑞玲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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