【摘 要】
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本文以山西综改示范区潇河国际会议中心为工程应用背景,针对建筑回填工程中工程弃土难以利用及狭窄空间回填困难等难题,为了充分利用当地工业废渣赤泥和煤矸石,同时兼顾经济效益和社会效益,采用工程弃土为试验材料,赤泥和偏高岭土作为辅助胶凝材料,开发了一种新型低水泥流态固化土。通过室内试验和数值模拟相结合的方法,运用扫描电镜等测试手段,揭示了赤泥-偏高岭土流态固化土的物理力学性能变化机理,明晰了其管道流动特性
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本文以山西综改示范区潇河国际会议中心为工程应用背景,针对建筑回填工程中工程弃土难以利用及狭窄空间回填困难等难题,为了充分利用当地工业废渣赤泥和煤矸石,同时兼顾经济效益和社会效益,采用工程弃土为试验材料,赤泥和偏高岭土作为辅助胶凝材料,开发了一种新型低水泥流态固化土。通过室内试验和数值模拟相结合的方法,运用扫描电镜等测试手段,揭示了赤泥-偏高岭土流态固化土的物理力学性能变化机理,明晰了其管道流动特性,提出了施工工艺,基于实际工程对应用前景进行了详细分析。研究成果可为流态固化土在填筑工程中的应用提供理论参考,也可为流态固化土工程中固废高值利用提供理论支撑。主要研究成果如下:（1）在本文所取土质和固化剂配合比范围内,流态固化土适宜的水固比为0.46。在此水固比下,流态固化土的流动度和凝结时间根据胶凝材料配比的不同有所差异,流动度范围为110～135mm,初凝时间范围为3.0～4.5h,可较好满足填筑工程需求。（2）根据固化剂组成和配比不同,流态固化土28d龄期抗压强度在1.00～2.50MPa范围浮动;抗剪强度范围在130～350k Pa;渗透系数数量级为10-7cm/s,完全满足一般填筑工程对回填材料的物理力学性能要求。将流态固化土分为A、B、C三个等级,工程应用中可根据物理力学性能和工期要求进行选择。（3）采用扫描电镜对六种流态固化土的微观结构形貌和水化产物组成进行了简要分析,结果表明不同配比下流态固化土的密实程度、颗粒联结状态存在一定差异,水化产物组成大体相同,数量存在一定差异,微观测试结果可较好反映宏观物理力学性能的变化。（4）通过对流态固化土的流变特性分析,采用CFD软件对两种固化土在三种管道直径和三种流速下的流动特性进行数值模拟,表明流速、黏度和管径对水力损失均有较明显的影响,建立了PR02和PRM01两种配比的管道内部流动的水力损失计算公式。（5）通过与传统灰土进行物理力学性能、施工性能、技术经济性、环境影响等指标的对比分析,表明流态固化土在填筑工程尤其是空间狭小时具有显著优势,实现较好的环境效益、经济效益和社会效益。
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