本申请涉及填埋工程土或回填土,具体为一种含有氧化石墨烯的填埋工程土或回填土及使用方法。
背景技术:
1、在现实中使用什么样的添加物可以改善土体工程的动力性能也是一个问题。otsubo等人发现地震导致人工岛污水管道和窨井漂浮,源于回填土液化。他们试验了碎玻璃、碎混凝土、轮胎碎屑和沙子的混合物以及水泥混合的液化喷射物等回收物作为回填材料,进行了振动试验,作者建议使用回收的碎玻璃作为回填材料。但因轮胎-土壤混合物力学行为不明,未推荐使用轮胎。然而近年来,废旧轮胎作为回填材料在土木工程方面的应用研究进展迅速,这一变革性的使用方式,不仅解决了环境问题,也为工程材料领域带来了新的技术和方法。如liu等研究废轮胎-砂粒混合物压缩性能,利用循环三轴实验研究不同配比下的动力特性,发现10%配比适合低层建筑隔震。通过空心圆柱实验研究了多种因素对砂粒橡胶混合物动态性能的影响,发现橡胶含量和围压是主要因素。通过三轴试验研究了分层和均匀混合物的特性,发现分层混合物具有更优动态性能。在地基下放置轮胎碎片和砾石,发现可有效防止地震损坏,并找到最佳配比。elyas等利用橡胶和砂混合物作为隔震材料,发现可降低建筑加速度响应,但增加厚度会导致沉降。这会使橡胶作为抗震材料的推广受限,而且废橡胶在分解过程中可能释放重金属和有机污染物对环境和人类健康造成风险。因此,需寻找能同时提升刚度,并且还是环境友好型的土壤改良添加剂。
2、石墨烯因其极高的强度、超卓的电导性和导热性、优异的机械性能、良好的透明度、化学稳定性和屏障性能,被视为具有革命性潜力的未来材料。这些特性使其在航空、电子、能源、医疗等众多领域具有广泛的应用前景,有可能开创新的技术革新,改变多个行业的现有材料使用和应用方式。由于其独特的物理特性和广泛的应用前景,受到了广泛的关注和研究。但是,在石墨烯的提炼过程中,会产生大量的废弃物,这些废弃物的产生主要来自石墨烯的制备过程需要高能消耗,使用的材料往往是高纯度的石墨,而制备的过程中会产生很多副产物,这些副产品包括有机废弃物、无机废弃物,对于拥有部分石墨烯含量的废渣,可以用于回填土工程。
3、氧化石墨烯来源于天然且广泛存在的石墨,不易从土壤中分离,也难以分解释放重金属和有机污染物等有害物质,因而对环境的影响较小。作为工业废弃物,氧化石墨烯成本低廉,而且少量添加也能引起显著的参数变化。此外,氧化石墨烯是目前少有的能同时增加土壤刚度和阻尼比的物质,能有效改善土体的动力性能,从而减少结构损害,显示了其在地基改良和回填土应用上的巨大潜力。
4、申请内容
5、本申请的目的在于提供一种含有氧化石墨烯的填埋工程土或回填土及使用方法,可有效改善软土地基土的动力特性,提高土体的动剪切模量,增强了土体的弹性刚度,使其在受到地震作用时能够更快地恢复的同时.也增强了土体有效吸收振动能量,减小振幅的抗震减震能力。
6、为实现上述目的,本申请提供如下技术方案:一种含有氧化石墨烯的填埋工程土或回填土,包括氧化石墨烯废渣,所述氧化石墨烯废渣为石墨烯的制备过程中产生的副产物中含有石墨烯的废渣,所述含有氧化石墨烯的填埋工程土或回填土中氧化石墨烯废渣的重量超过含有氧化石墨烯的填埋工程土或回填土总重量的1%。
7、优选的,氧化石墨烯废渣与含有氧化石墨烯的填埋工程土或回填土的其他组分的接触方式为均匀混合。
8、一种含有氧化石墨烯的填埋工程土或回填土的使用方法,采用如上述的含有氧化石墨烯的填埋工程土或回填土,包括以下步骤:
9、步骤一:准备适量的含有氧化石墨烯的填埋工程土或回填土,选择合适的压实机械;
10、步骤二:平整场地,划分作业区,采用分区域、分施工段填筑,清除基坑表面垃圾、淤泥及其他杂物,保持基坑平整干净;
11、步骤三:场地压实,采用步骤一选择的压实机械将基底原土碾压密实,直至原土压实度系数达到0.93,检查基坑深度、水平标高,并铺设厚度标志;
12、步骤四:分层回填和压实,将含有氧化石墨烯的填埋工程土或回填土和中粗砂交错分层回填,基坑从低到高分成水平层次,逐层向上填筑,填一层碾压一层,在每层回填土铺填压实后,检测每层回填土的压实度系数和承载力是否达到设计要求,达到设计要求后进行下一层施工,否则进行复碾;
13、步骤五:填土检测,步骤四完成后取出部分试样检测,试样包括步骤四分层回填和压实的每层土样;
14、步骤六:根据步骤五填土检测的结果对步骤一至步骤四进行调整。
15、优选的,步骤四中分层回填时每层的厚度一致。
16、优选的,步骤四中分层回填时每层的厚度不超过100厘米。
技术实现思路
1.一种含有氧化石墨烯的填埋工程土或回填土,其特征在于:包括氧化石墨烯废渣,所述氧化石墨烯废渣为石墨烯的制备过程中产生的副产物中含有石墨烯的废渣,所述含有氧化石墨烯的填埋工程土或回填土中氧化石墨烯废渣的重量超过含有氧化石墨烯的填埋工程土或回填土总重量的1%。
2.根据权利要求1所述的一种含有氧化石墨烯的填埋工程土或回填土,其特征在于:氧化石墨烯废渣与含有氧化石墨烯的填埋工程土或回填土的其他组分的接触方式为均匀混合。
3.一种含有氧化石墨烯的填埋工程土或回填土的使用方法,采用如权利要求1或2所述的含有氧化石墨烯的填埋工程土或回填土,其特征在于:包括以下步骤:
4.根据权利要求3所述的一种含有氧化石墨烯的填埋工程土或回填土的使用方法,其特征在于:步骤四中分层回填时每层的厚度一致。
5.根据权利要求4所述的一种含有氧化石墨烯的填埋工程土或回填土的使用方法,其特征在于:步骤四中分层回填时每层的厚度不超过100厘米。
