炉渣加筋的大型直剪试验研究.pdf

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1、２０１６年第１８期（总第１９５期）江西建材应用研究炉渣加筋的大型直剪试验研究１１２■张晶洁，李进涛，张雪■１．湖北工业大学土木建筑与环境学院，湖北武汉４３００６８；２．河南兴平工程管理有限公司，河南平顶山４６７０００摘要：炉渣为城市生活垃圾焚烧后的产物，具有砂性材料类似的性质，可作为样进行固结快剪试验，分别施加５０ｋＰａ、１００ｋＰａ、１５０ｋＰａ、２００ｋＰａ的垂直路基填料。通过大型土工直剪仪分别对纯炉渣、双向土工格栅与炉渣加压力，固结稳定后，进行剪切，剪切位移达到试样直径的１０％－１５％筋、土工格室与炉

2、渣加筋在不同垂压下进行直剪试验，对比几种筋材的时，终止试验。按上述方法分别对纯炉渣、双向土工格栅加筋和土工格加筋效果，并研究分析其加筋机理。试验结果表明：炉渣加筋的抗剪强室加筋进行直剪试验。度明显大于纯炉渣的抗剪强度，筋材的加筋效果显著；土工格室加筋效２试验结果及分析果优于双向土工格栅，加筋后的内摩擦角与纯炉渣基本接近，而黏聚力２．１炉渣的成分分析提高显著，炉渣加筋主要是通过提高黏聚力提高抗剪强度。炉渣的主要组成为ＳｉＯ２：３５３％－４２３％，ＣａＯ：１９％－２７％，：关键词：炉渣直剪试验双向土工格栅土

3、工格室７４％－７Ａｌ２Ｏ３．８％，Ｆｅ２Ｏ３：３９％－５１％，还有少量Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏ，改革开放以来，我国的经济蓬勃发展，城市建设也逐渐完善。城镇ＭｇＯ，ＴｉＯ２等。炉渣的环境安全评价体系表明，炉渣在使用环境中重［５］化的普及导致了城市人口的快速增长，相应的，大量增长的城市生活垃金属的浸出不会对环境造成二次污染，具有稳定性和长期安全性。圾会严重影响到城市生活环境。目前，全世界年产垃圾近６亿吨，其中２．２炉渣的物理力学特性指标美国是世界上垃圾产量最多的国家，２０００年，美国的城市生活垃圾产南洋理工大学的

4、Ｔａｙ等人对炉渣进行了密度及渗透率等物理性质量为２３２亿吨［１］。在我国，１９８０年城市垃圾清运量仅３１３２万吨，到指标试验，其试验得出，炉渣密度为１１７－１５４ｇ／ｃｍ３，仅为砂子密度２００６年底垃圾清运量已高达１５０亿吨，２６年增长了近５倍，平均每年的８１％，是由于炉渣颗粒经过高温烧结，表面为玻璃质、蜂窝状的特性增长６８９％，增长速度超过了同期城市非农业人口的平均速度造成的。炉渣排水比较通畅，与砂子具有相同数量级的渗透率。松散（４０７％）［２］。尽管这些年我国建设了各类的垃圾处理厂，且生活垃

5、圾堆置时（干密度为１１７ｇ／ｃｍ３）渗透率为８．８×１０－４ｍ／ｓ，压实后（干密３－５的处理率正在逐步提高。但是，在很多城市的郊区还存在有大型的生度为１５４ｇ／ｃｍ）渗透率为３．３×１０ｍ／ｓ。活垃圾堆场，统计数据显示，在全国６６８个大、中城市中，已有２／３处于试验结果。对比分析可知：纯炉渣和两种炉渣加筋在不同垂直压垃圾的包围之中。目前我国城市生活垃圾存储量约为６０亿吨，侵占土力下的剪位移－剪应力曲线发展趋势基本一致，曲线均没有表现出明地达５亿平方米，而我国城市垃圾处理率仅为５８２％，而垃圾无害化显软

6、化或硬化现象，纯炉渣和炉渣加筋的抗剪强度均随垂压增大而增处理率则更低［３］。垃圾中的危险物质会挥发在空气中或者渗透进地大；在同一垂压下，剪应力随剪切位移增大逐渐增大，但不呈线性，当剪下水中，严重危害人们的身体健康以及当地的生态环境，因此生活垃圾切位移达到某一程度时，剪应力基本趋近于某一稳定值；在逐渐增加垂的无害化处理已迫在眉睫。压的过程中，试验试样抗剪强度达到峰值所需剪切位移逐渐增大；曲线当前世界各国城市生活垃圾的处理方法主要有三种：卫生填埋、焚在起始阶段很陡峭，然后逐渐变得平缓，最后几乎平行于横轴，由此可

7、烧和堆肥。垃圾焚烧方法与其它处理方法相比，能更好地达到垃圾处知，在剪切试验试样的过程中，随着剪切位移的增大，剪切刚度逐渐减理的减容化、资源化和无害化的治理目标，且具有占地面积小，运行稳小。在剪切起始阶段，随着剪切位移的增大，试样孔隙逐渐收缩变小，定，处理时间短、减量化显著、无害化彻底以及可回收热能等优点，在许固体颗粒之间也逐渐变密实，剪应力增加显著。当剪切位移达到一定多国家和地区把焚烧作为城市生活垃圾处理的首选方案［４］。时，不但孔隙不再减小，且筋材与炉渣之间的相互作用也趋于稳定，并焚烧法处理城市生活垃圾的

8、特点是减量化效果显著，体积可减少形成明显的剪切带，此时界面强度趋于某一稳定值。因试验试样的压９０％，但仍有２０％－３０％的质量留在了焚烧灰渣中。焚烧灰渣主要包实度和垂压均较小，且孔隙率较大，所以剪切过程中试样发生明显剪括飞灰和炉渣，飞灰因其可浸出重金属含量高，且含有机污染物，属于缩，无剪胀现象发生。危险废物。炉渣是灰渣的主要部分，占８０％左右，在我国是属于没有３结论毒性的一般废物，可直接进行填埋或作建筑材料加以利