文献类型：学位论文

中文题名：硫酸侵蚀环境下Nmcs的力学特性与微观结构

作者：张陈[1];

机构：[1]绍兴文理学院;

导师：王伟;绍兴文理学院|樊敬亮;绍兴文理学院

授予学位：硕士

语种：中文

中文关键词：纳米氧化镁改性水泥土;硫酸侵蚀环境;抗剪强度;无侧限抗压强度;REP模型;微观结构

中文摘要：我国沿海地带软土分布较多,其土质存在压缩量大、承载性能差等缺陷,在实际工程中需要进行加固措施,所以研究者们不断地寻求新型材料,以提高软土层的承载能力。纳米氧化镁（简称Nm）作为一种新型多功能材料具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应等,对于水泥土的改良具有广阔的应用价值。随着工业化进程的加速,工厂排出带有硫酸根的酸性工业污水侵蚀地下水泥土结构。因此,展开硫酸侵蚀环境下纳米氧化镁改性水泥土（简称Nmcs）的力学特性研究与微观结构分析具有重要的工程价值和参考意义。为此,本文进行的主要研究工作和成果如下:（1）对不同的水泥、Nm掺入比以及硫酸侵蚀环境下不同Nm掺入比的水泥土进行直接剪切和UCS试验,结果表明:抗剪强度和UCS都与水泥掺入比呈接近线性递增的关系;对于抗剪强度,Nm的最优掺入比为10‰,硫酸侵蚀环境下Nm最优掺入比为5‰;对于UCS而言,Nm的最优掺入比在15‰-20‰范围内,硫酸侵蚀环境下Nm最优掺入比为15‰。通过对不同侵蚀浓度和时间的Nmcs进行直接剪切和UCS试验发现,其抗剪强度和UCS随着侵蚀浓度的增加而降低;随着侵蚀时间的增加强度开始有所提高,之后缓慢提高甚至下降。（2）通过直接剪切和UCS的试验数据绘制出了剪应力-位移（τ-δ）和应力应变曲线。其中,未掺水泥和低水泥掺入比下的τ-δ曲线呈硬化型;当增加水泥掺入比时,曲线由硬化型变为软化型;水泥掺入比较高或者掺入Nm后的τ-δ曲线呈跌落型;Nmcs在硫酸侵蚀环境下,曲线在峰值前呈“S”型,峰值后同样出现跌落段;对于应力应变本构关系,本试验中曲线特征基本相似,都呈驼峰型。（3）依据τ-δ曲线的数学特征,总结双曲线、指数函数和幂函数传统本构关系模型的缺陷并在其基础上建立新的模型（REP模型）。对于硬化型和修正跌落型曲线,REP模型具有很高的拟合精度,传统模型拟合效果相对较差,在修正跌落型曲线中出现双“X”型误差。对于“S”型曲线,令REP原始模型中的λ参数值为负一得出CEL模型,拟合对比分析发现表明传统模型无法满足曲线反弯点处的拟合,双“X”型误差更加显著,而CEL模型与实测曲线吻合度较高。（4）根据应力应变驼峰型曲线特征,释放REP模型的参数范围,对比传统幂函数和二次抛物线模型表现出较高的模拟精度。为了研究侵蚀浓度对REP模型参数的影响,引入硫酸侵蚀因式ω（α