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研究生: 王聖翔
Wang, Sheng-Hsiang
論文名稱: 邊坡崩土改質及工程固化之研究
Study on the Modification and Solidification of Slope Slided Soils
指導教授: 黃忠信
Huang, Jong-Shin
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 79
中文關鍵詞: 淤泥改質固化邊坡崩土
外文關鍵詞: Organo-Modified Reservoir Sludge, Solidification, Slided Soil of Slope
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  • 近年走山事件頻傳,歸咎於豪雨過後邊坡土壤大量吸水,使得土壤抗剪能力喪失,導致邊坡滑動進而造成破壞。本研究將淤泥改質技術運用於大地工程,利用此技術將邊坡土壤進行改質,使其成為不吸水之土壤顆粒,並將其依固化程序處理,期能達到邊坡土壤之穩定。首先,利用CEC試驗配製適當之改質劑添加量,藉由有機質含量試驗,以瞭解改質前後土壤內有機質含量之變化,再藉由FTIR試驗證明改質後土壤內確實存在改質劑。然後進行土壤之各類物理試驗,包含顆粒粒徑分析、比重試驗、阿太堡限度試驗、夯實試驗及膨脹比試驗等,以了解改質前後土壤性質之變化。另外,以水泥、飛灰及石膏等材料對土壤進行固化處理,藉由無圍壓縮試驗,求得以強度為依據之最佳配比,並由吸水試驗及三軸透水試驗結果,探討改質作用對土壤工程性質之影響。
    試驗結果得知,改質後土壤之有機質含量上升,土壤之各項阿太堡指數均些許上升,比重則下降約10%,具有輕質化效果。將改質後土壤進行固化配比設計,以石膏取代水泥重量5%,飛灰取代水泥重量2.5%,可達到最佳強度。吸水及三軸透水試驗結果顯示,改質後土壤之吸水量大幅降低,其滲透係數也變低,顯示土壤經改質處理後,具有絕佳防水效果與抗透水性,可運用於邊坡回填土壤工程上。

    The shear resistance of soil reduces due to its water absorption after heavy raining, leading to the slide and possible failure of slope as reported frequently. Here, the soil of slope will be organo-modified by using a cationic exchange reaction and then becomes hydrophobic and further solidified. It is expected that the organo-modified and solidified soil can be used in many applications of geotechnical engineering, especially for the stability of slope. At first, adequate amount of surfactant based on the measurement of CEC test was mixed with soil. Then, the organo-modification of soil was confirmed from FTIR experiments. The variations of physical properties of soil before and after organo-modification were characterized by conducting a series of particle-size distribution, specific gravity, liquid limit, plastic limit, plasticity index, compaction and expansion tests. Also, modified soil was first solidified by mixing with cement, fly ash and gypsum and then tested compressively to determine its optimum design of mixture when adequate strength is of concern. Furthermore, the effect of organo-modification on the engineering properties of soil was evaluated from the results of water absorption and triaxial permeability tests.
    From the experimental results, it is noted that the organic content, liquid limit, plastic limit and plasticity index of organo-modified soil are increased but its specific gravity is 10% lower. The compressive strength of modified soil can be much enhanced if 5% gypsum and 2.5% fly ash are used as a partial replacement of cement. Based on the experimental results, it is found that the water absorption and permeability of soil can be much reduced if it is organo-modified. Therefore, the organo-modified soil with good waterproofing and permeability resistance can be reused as backfill soil of slope in geotechnical engineering.

    摘要 I Abstract II 致謝 IV 目錄 V 表目錄 VIII 圖目錄 IX 第一章 緒論 1 1.1研究動機及目的 1 1.2 本文組織與內容 2 第二章 相關理論與文獻回顧 4 2.1 土壤改質原理 4 2.2 山坡地 5 2.2.1山坡地定義 5 2.2.2 山坡地破壞 5 2.3 土壤固化的應用與研究 7 2.3.1 RMSM - 預拌土壤材料 8 2.3.2 固化 8 2.4 土壤固化材料 9 2.4.1 水泥 9 2.4.2 飛灰 11 2.4.3 石膏 13 第三章 研究方法與試驗步驟 20 3.1試驗規劃 20 3.1.1 土壤改質 20 3.1.2 土壤固化試體 20 3.2試驗材料及儀器設備 21 3.2.1試驗材料 21 3.2.2儀器設備 22 3.3試驗流程及方法 24 3.3.1 土壤改質流程 25 3.3.2 土壤改質之性質研究 25 3.3.2.1陽離子交換當量(CEC) 26 3.3.2.2土壤顆粒粒徑分析 26 3.3.2.3比重試驗 26 3.3.2.4阿太堡限度試驗 27 3.3.2.5夯實試驗 27 3.3.2.6膨脹比試驗 28 3.3.2.7傅立葉紅外線光譜分析(FTIR) 28 3.3.2.8有機質分析 29 3.3.3 改質土壤固化試驗 29 3.3.3.1 試體製作 31 3.3.3.2 管流度試驗 31 3.3.3.3 抗壓強度試驗 31 3.3.3.4 吸水試驗 32 3.3.3.5 三軸透水試驗 32 第四章 試驗結果與討論 46 4.1改質土壤特性 46 4.1.1 陽離子交換當量(CEC) 46 4.1.2 顆粒粒徑分析 46 4.1.3 比重試驗 47 4.1.4 阿太堡限度試驗 47 4.1.5 夯實試驗 48 4.1.6膨脹量試驗 48 4.1.7有機質含量分析 49 4.1.8傅立葉紅外線光譜分析(FTIR) 49 4.2管流度及抗壓強度 50 4.3吸水試驗 52 4.4三軸透水試驗 53 4.5土壤輕量化 53 4.6經濟性評估 54 第五章 結論與建議 74 5.1結論 74 5.2建議 74 參考文獻 76

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    下載圖示 校內:2014-08-01公開
    校外:2014-08-01公開
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