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優秀工程碩士論文范文10篇

論文編號:lw201810192059384514 所屬欄目:工程碩士論文 發布日期:2018年10月24日 論文作者:www.51lunwen.com
本文是一篇工程碩士論文,工程碩士屬于專業碩士學位的一種,是工程類專業學位,分為全日制工程碩士和非全日制工程碩士。與學術碩士學位的工學碩士處于同一層次,但類型不同,各有側重。(以上內容來自百度百科)今天為大家推薦一篇工程碩士論文,供大家參考。


優秀工程碩士論文范文篇一


1 緒論 


1.1 研究背景 
隨著我國社會經濟的發展,我國的基礎設施如道路、鐵路和水利等方面的建設取得了顯著發展。基礎設施在建設過程中,勢必會破壞原有的植被和地形結構,造成大面積的土壤裸露、植被破壞、生態失衡。破壞后的植被和地形結構,很難通過自身力量來恢復生態平衡,即使可以也需要很長一段時間。目前,我國有許多地區的植被遭到破壞,造成水土流失,給環境造成了很大危害。如果土體的坡度較大,再加之遭遇大雨,土壤受到雨水的侵蝕極其容易導致崩潰和山體滑坡,給人們的生命財產帶來極大的安全隱患。近幾十年的山體滑坡和泥石流等自然災害屢見不鮮,這與工程建設時的破壞有很大的關系。因此,有必要對邊坡進行防護處理,針對這一問題,許多學者提出了植被混凝土這種新護坡材料,植被混凝土具有保護結構、水土保持、植被恢復和生態減災優點,研究忽略了北方季節交替問題,只考慮了抗壓強度而忽視了抗凍融能力。 另一方面,根據 2014 年《中國資源綜合利用年度報告》顯示:2013 年,煤矸石作為煤的伴生物,我國煤矸石產生量約 7.5 億噸,同比增長 7.6%,目前,我國煤矸石累計堆放量約為 45 億噸,規模較大的煤矸石山達 2600 多座。煤矸石大面積堆放勢必會對社會、環境和經濟等方面產生影響。首先,為了存放煤矸石勢必征用大量土地,浪費土地資源,與日益減少的耕地面積相矛盾;其次,煤矸石長時間的堆放會發生自燃,產生SO2、NOx 等有毒有害氣體,污染地下水源和土壤,甚至會造成酸雨等自然災害,影響周圍居民的身體健康;另外,煤炭企業為了解決煤矸石土地的征用、矸石山的污染以及應對山體滑坡和泥石流等自然災害,每年需要投入大量資金,這造成了企業資金的浪費。因此,國家發展改革委組織開展了《煤矸石綜合利用管理辦法》修訂工作。國家能源局、財政部、國土資源部、環保部聯合下發了《煤礦充填開采工作指導意見》,推動煤炭行業以矸換煤技術的推廣和應用。 
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1.2 煤矸石及研究現狀 
煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物,是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色巖石。 煤矸石產生有以下三種途徑:采煤前,修建井簡與巷道時,開鑿排出大量煤矸石;采煤過程中,在煤層中和部分煤層頂底板中含有大量的煤矸石;采煤后,在洗煤廠和人工挑選時產生大量洗矸和少量揀矸。 煤炭是我國最主要的能源,其資源非常豐富,2008 年產量已超過 27.16 億噸。隨著煤炭生產的不斷擴展,煤研石的產生量與日俱增,若煤矸石產生量按原煤產量的 15%計,保守估計煤矸石每年的增量至少 1.8 億噸以上,目前,我國煤矸石累計堆放量約為 45億噸,規模較大的煤矸石山達 2600 多座,占地 30 萬畝以上,而且仍在繼續增加。大量堆積的煤矸石侵占了大量的土地,浪費了土地資源,污染了生態環境,如果不采取有效的利用措施,將會直接影響煤炭工業的正常發展,并且影響周圍環境質量和居民的身體健康狀況。 煤矸石的產地分布和原煤產量有直接關系。目前,我國年產矸石量超過 400 萬噸的地區有東北、內蒙古、山東、河北、陜西、山西、安徽、河南和新疆等,可見煤矸石產生量多的地區主要在北方,這與本文針對北方地區植被混凝土的研究一致,為生產提供了大量的原材料。
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2  原材料和試驗方法 


2.1 原材料 
山東省泰安市中聯水泥廠產的 P·O42.5 中聯牌水泥,其水泥廠提供的化學成分和物理指標見表 2.1 和表 2.2。煤矸石不同于普通石子形成過程,它在采煤過程中與煤存在一起,是一種含碳量低的黑色巖石,是一種固體廢棄物。煤矸石按照燃燒程度分為非自然煤矸石和自然煤矸石。非自燃煤矸石的顏色為黑色或黑灰色,與煤炭顏色相近,其硬度較高,這是一種不具有活性的煤矸石,結構穩定;自燃煤矸石呈陶紅色及陶黃色,由于內部夾雜黑色碳質,質地疏松,巖石硬度較低,這是一種具有活性的煤矸石,結構不穩定。本試驗煤矸石取自菏澤礦務局,粒徑 16~26.5mm 之間,單粒級配,通過顏色判斷屬于非自然煤矸石。從菏澤礦務局運來的煤矸石粒徑較大,利用時需要進行破碎篩分處理。利用實驗室里的顎式破碎機進行破碎,尺寸調到 30mm 左右,破碎后的煤矸石粒徑在 30mm 以下,然后用 16~26.5mm 的方孔篩進行篩分。
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2.2試驗方法
孔隙率包括有效孔隙率和總孔隙率,有效孔隙率是由連通的孔隙和半連通的孔隙組成隙,總孔隙率是由連通的孔隙、半連通的孔隙和全封閉的孔隙組成。本文參考日本《多孔混凝土空隙率試驗方案》及《透水性混凝土河川護堤施工手冊》測試有效孔隙率和總孔隙率。 根據阿基米德定律測得孔隙率,將試塊放入水中,使水漫過植被混凝土,水充滿內部的孔隙,此時水填充的體積即為植被混凝土孔隙的體積,即植被混凝土孔隙率體積等于試塊標準體積減去排開水的體積。 植被混凝土成型之后,選擇表面平整,外形規則的試件,養護 28 天之后,將試塊浸入水中 24 小時,然后有繩子固定好,稱其浸入水中時的質量,然后用烘干箱將其烘干,稱其烘干后的質量,然后放入標養室養護 24 小時,稱其在空氣中的質量。用游標卡尺量取植被混凝土試件的長、寬、高,每個長度量取三次取平均值作為最終長度,然后計算出試件的體積。 
.........


3  配合比設計及制備 ...... 20 
3.1 配合比設計 ........ 20 
3.2 材料用量計算方法 .... 20 
3.3 植被混凝土設計指標 ........ 21 
3.3.1 孔隙率 ..... 21 
3.3.2 抗壓強度 ......... 22 
3.3.3 耐久性能 ......... 22 
3.4 試塊制作 .... 22 
3.4.1 攪拌工藝 ......... 23 
3.4.2 成型方式 ......... 23 
3.4.3 養護方式 ......... 23 
3.5 小結 .... 23 
4  試驗結果與分析 .......... 25 
4.1 孔隙率 ........ 25 
4.2 透水系數 .... 26 
4.3 p H 值 .......... 27 
4.4 抗壓強度 .... 28 
4.5 凍融循環 .... 30 
4.6 抗壓強度和凍融循環綜合分析 ........ 33 
4.7 小結 .... 34 
5  結論與展望 .......... 35 
5.1 結論 .... 35 
5.2 展望 .... 35 


4  試驗結果與分析


4.1 孔隙率 
植物在植被混凝土上生長要滿足足夠的孔隙率,充足的孔隙才會使植物根系穿透混凝土扎根到土壤中吸取營養,在根系的連接作用下增強了植被混凝土與土壤之間的整體性。由上表 4.1 可以看出:在設計孔隙率 28%時,總孔隙率均在 29%以上,最高 37%左右,而有效孔隙率集中在 28%左右。其中煤矸石植被混凝土的有效孔隙率均大于 21%,根據日本生態混凝土護岸工法規定,煤矸石粗骨料植被混凝土的孔隙率符合植物生長需求。 植被混凝土因其結構特點具有吸收雨水、雪水等供植物生長的能力,并且具有滿足植物根系和周圍環境進行養分交換的能力,而透水系數是反應其上述能力的直接表現。如果透水系數過小勢必會降低植被混凝土水分交換和蓄水能力,因此必須保持合適的透水系數,根據王桂玲在《植生混凝土的含義、技術指標及研究重點》(王桂玲,2013)文中的觀點,植被混凝土透水系數必須達到 0.1cm/s 以上才能夠提供植物根部生長所必需的水分、養分和保水排水透氣功能。 由表 4.2 和圖 4.2 可以看出:煤矸石粗骨料抗凍植被混凝土的透水系數均在 2cm/s之上,透水性比一般土壤要好,滿足植被混凝土對透水系數的要求。有效孔隙率與透水系數之間成線性關系,線性函數關系表達式:y=0.1268x-1.010,方差:R2=0.87,總孔隙率和有效孔隙率有較好的線性相關性。這是由于有效孔隙率大,膠結材漿體用量就少小,包裹粗集料表面的體積就小,植被混凝土內部的閉塞孔隙很難形成,連續孔隙自然增多,透水性能也就更加出色。
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結論 


根據課題組前期對抗凍植被混凝土研究成果,研究以煤矸石為粗骨料抗凍植被混凝土各項性能的變化,得出最優摻量,提出一種對煤矸石利用的新途徑。通過試驗得出以下幾點結論: 
(1)煤矸石粗骨料抗凍植被混凝土是一種生態混凝土,這種混凝土具有綠化功能、結構防護能力且利用廢棄礦物質材料,符合我國的“可持續發展戰略”,它適用于城市市政工程坡面結構、公路、河流兩岸坡面的綠化與結構保護。 
(2)在控制孔隙率的前提下,添加聚丙烯腈纖維、塑鋼纖維、801 膠、引氣劑和減水劑等措施提高其耐久性,由最初可承受 35 次凍融循環提高到可承受 125 次,符合 F100抗凍等級,同時滿足抗壓強度設計值。 
(3)根據抗壓強度最高、凍融循環次數最多和廢物利用最優原則,煤矸石粗骨料最優摻量確定為 40%左右。 
(4
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