Tên luận án:
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ BÙN NẠO VÉT TỪ MỘT SỐ SÔNG, HỒ TRONG THÀNH PHỐ HÀ NỘI THÀNH VẬT LIỆU DẠNG RỜI DÙNG CHO CÔNG TÁC ĐẮP NỀN
Ngành:
Địa kỹ thuật Xây dựng
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án này giải quyết những thách thức môi trường và kinh tế đáng kể từ khối lượng lớn bùn nạo vét tại các sông, hồ ở Hà Nội, một thành phố đang phát triển cơ sở hạ tầng nhanh chóng. Hiện tại, bùn này thường được đổ tại các bãi chứa tạm, gây ô nhiễm và chi phí cao, trong khi các dự án xây dựng cần lượng lớn vật liệu san lấp, vốn thường khai thác từ mỏ tự nhiên, dẫn đến suy thoái môi trường.
Nghiên cứu này nhằm mục tiêu phát triển một giải pháp hiệu quả bằng cách biến bùn nạo vét thành vật liệu dạng rời (GFM - granular cement treated soil for filling material) thích hợp cho công tác đắp nền. Luận án thực hiện tổng quan các kỹ thuật xử lý bùn hiện có, làm rõ cơ sở khoa học của việc chuyển đổi bùn lỏng thành vật liệu dạng hạt, và đặc trưng hóa các mẫu bùn điển hình từ các thủy vực Hà Nội về tính chất vật lý, hóa học và tiềm năng xử lý.
Các mục tiêu chính bao gồm xây dựng quy trình sản xuất GFM quy mô phòng thí nghiệm với hàm lượng phụ gia thấp (xi măng và polymer) và đánh giá các đặc tính địa kỹ thuật cùng phạm vi ứng dụng của nó. Nghiên cứu tập trung vào các mẫu bùn từ một số sông, hồ tại nội thành Hà Nội, sử dụng xi măng trong nước để tăng cường độ và polymer siêu thấm nước để tạo keo kết dính.
Giá trị khoa học của luận án nằm ở việc làm rõ các nguyên lý cơ bản của việc tạo hạt GFM từ bùn lỏng, vai trò của xi măng và polymer, cũng như phân tích ứng xử ứng suất-biến dạng của vật liệu này, chỉ ra những đặc điểm khác biệt so với vật liệu dạng hạt truyền thống. Về mặt thực tiễn, kết quả nghiên cứu mở ra hướng đi mới trong việc quản lý bùn nạo vét, biến chất thải thành vật liệu san lấp có giá trị cho các công trình hạ tầng như nền đường và đất đắp sau tường chắn, góp phần bảo vệ môi trường và giảm áp lực khai thác tài nguyên.
Luận án đề xuất quy trình xử lý bùn nạo vét dạng lỏng, hạt mịn thành vật liệu GFM, chứng minh khả năng sản xuất với lượng phụ gia nhỏ để đảm bảo hiệu quả kinh tế. Đồng thời, nó chỉ ra đặc tính ứng suất-biến dạng độc đáo của GFM: tương tự cát sỏi dưới ứng suất nhỏ nhưng hành xử như đất dính dưới ứng suất lớn. Cấu trúc luận án gồm ba chương chính, với 12 bảng, 98 hình ảnh và biểu đồ, trình bày trên 128 trang không kể phụ lục.
Mục lục chi tiết:
MỞ ĐẦU
- 1. Tính cấp thiết
- 2. Mục tiêu nghiên cứu
- 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- 4. Phương pháp nghiên cứu
- 5. Giá trị khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận án
- 5.1. Giá trị khoa học
- 5.2. Ý nghĩa thực tiễn
- 6. Những đóng góp mới của luận án
- 7. Cấu trúc của luận án
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BÙN THẢI VÀ MỘT SỐ GIẢI PHÁP KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ TẬN THU BÙN THÀNH VẬT LIỆU XÂY DỰNG
- 1.1. Khái niệm chung về bùn và nguồn gốc phát thải bùn trong thành phố Hà Nội
- 1.2. Thực trạng tận thu bùn nạo vét tại Hà Nội và một số thành phố lớn ở Việt Nam
- 1.3. Một số giải pháp/công nghệ xử lý bùn nạo vét thành vật liệu xây dựng trên thế giới và ở Việt Nam
- 1.4. Một số yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính kỹ thuật của vật liệu đắp chế tạo từ bùn kết hợp với xi măng
- 1.5. Cơ sở khoa học của giải pháp xử lý bùn lỏng thành vật liệu dạng rời
- 1.6. Đánh giá lựa chọn giải pháp xử lý bùn nạo vét từ một số sông, hồ thành phố Hà Nội thành vật liệu đắp dạng rời
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH CỦA BÙN, PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN XỬ LÝ BÙN THÀNH VẬT LIỆU ĐẮP DẠNG RỜI
- 2.1. Công tác lấy mẫu bùn và bảo quản bùn cho thí nghiệm
- 2.2. Một số đặc tính vật lý và hoá học cơ bản của các mẫu bùn từ một số sông, hồ trong thành phố Hà Nội
- 2.2.1. Phương pháp thí nghiệm
- 2.2.2. Một số chỉ tiêu vật lý của các mẫu bùn
- 2.2.3. Một số đặc tính hóa học cơ bản của các mẫu bùn
- 2.2.4. Đánh giá khả năng xử lý bùn từ một số sông, hồ trong thành phố Hà Nội thành vật liệu xây dựng
- 2.3. Nghiên cứu khả năng tạo hạt từ bùn dạng lỏng theo qui mô trong phòng thí nghiệm
- 2.3.1. Giới thiệu chung
- 2.3.2. Khảo sát qui trình trộn thử nghiệm trong phòng thí nghiệm
- 2.3.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến cấp phối hạt của vật liệu GFM
- 2.4. Cơ chế hình thành và phát triển cường độ của hạt đất GFM
CHƯƠNG 3. ĐẶC TÍNH ĐỊA KỸ THUẬT VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU ĐẮP DẠNG RỜI CHẾ TẠO TỪ BÙN NẠO VÉT VỚI HÀM LƯỢNG NGHÈO XI MĂNG VÀ POLYMER
- 3.1. Giới thiệu chung
- 3.2. Vật liệu và nội dung thí nghiệm
- 3.3. Một số đặc tính vật lý cơ bản của vật liệu GFM
- 3.4. Độ bền của vật liệu GFM từ thí nghiệm nén một trục nở hông
- 3.4.1. Thí nghiệm xác định các thành phần ô xít chính trong xi măng
- 3.4.2. Thí nghiệm nén một trục nở hông
- 3.4.3. Kết quả thí nghiệm
- 3.5. Đặc tính đầm chặt
- 3.5.1. Vật liệu và phương pháp thí nghiệm
- 3.5.2. Kết quả thí nghiệm
- 3.6. Sức chịu tải CBR của vật liệu GFM
- 3.6.1. Vật liệu và phương pháp thí nghiệm
- 3.6.2. Kết quả thí nghiệm
- 3.7. Khảo sát độ bền của vật liệu GFM trong môi trường tự nhiên
- 3.7.1. Vật liệu và phương pháp thí nghiệm
- 3.7.2. Kết quả thí nghiệm
- 3.8. Đặc tính biến dạng của vật liệu GFM trong thí nghiệm nén cố kết một trục
- 3.8.1. Vật liệu và phương pháp thí nghiệm
- 3.8.2. Kết quả thí nghiệm
- 3.9. Cường độ và biến dạng của vật liệu GFM từ thí nghiệm nén ba trục CD
- 3.9.1. Vật liệu và phương pháp thí nghiệm
- 3.9.2. Kết quả thí nghiệm
- 3.10. Đề xuất phạm vi ứng dụng của vật liệu GFM
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ