1. 研究目的与意义
世界膨润土资源丰富，主要分布在环太平洋带、印度洋带和地中海—黑海带。主要资源国有美国、中国、俄罗斯、希腊、土耳其、德国、意大利、墨西哥和日本等，其中美国、中国和俄罗斯探明储量占世界总储量的 4/5。钠基膨润土主要产地为美国怀俄明州，此外，俄罗斯、意大利、希腊和中国等地也有分布。天然白膨润土主要产地为美国德克萨斯州和内达华州、土耳其的安卡拉地区、意大利的撒丁岛和摩洛哥等。美国膨润土开发时间长，怀俄明已有126 年的开采历史[1]。
我国是一个资源大国，非金属矿物资源十分丰富，尤其是膨润土，其总储量位居世界第二，主要分布在东北及东南沿海各省。从20世纪80年代起，随着金属矿资源的慢慢枯竭，膨润土作为非金属矿的一种也逐渐进入了人们的视野。近几年来，我国的膨润土矿出口逐渐增加，这也变成了我国出口营收的重要手段之一。因为膨润土具有独特的化学成分与晶体结构，所以它有许多特殊的性能，例如粘结性、分散性、膨胀性、悬浮性和阳离子交换性等。由于这些特殊性能，膨润土广泛应用于食品、石油、日常化学品和环境保护等领域[2]。随着我国经济和社会的迅速发展，对膨润土开发产品的需求逐渐增多，很多民用日常生活以及工业所需的膨润土制品却需要从国外进口，由此可以看出，我国在膨润土进一步研发领域还处在劣势地位。因此，我们必须加大力度研究膨润土。
合理开发利用膨润土资源对我国发展经济起着十分重要的作用，但和我国的稀土资源一样，由于管理不当、技术缺乏等方面的问题，膨润土大多以原材料或者初级品的方式出口到国外，这不仅造成了大量的资源浪费、严重污染了环境，还不利于我国膨润土研发技术的发展，这导致所投入的精力和金钱与所得的收入不成正比。为了完善我国膨润土在开发、利用、加工等方面的技术，进一步提高我国非金属矿的利用率以及为了保护环境和造福子孙后代，我们必须加大研究发展膨润土深度加工业的力度，使我国的本土产品能够在国际上享有盛誉。
2. 研究内容和预期目标
关于膨润土性能问题，国内外许多学者也展开了一系列研究，刘月妙等［5］研究发现膨胀力与试件的压实密度蒙脱石的含量有关。李献民等［6］通过对自然形成的多种膨胀黏土的击实土样进行试验，得出膨胀力随干密度增大而增大的结论。崔素丽等［7］对高庙子膨润土-砂混合物压实试样进行膨胀试验，研究了初始含水率对混合物试样膨胀性质的影响。Hideo和Nobuhide［8］，王志俭等［9］的研究表明，膨润土的膨胀量与时间密切相关，随时间的增加而增加，且膨胀量与膨胀时间之间存在显著的双曲线函数关系。徐永福等［10］开展了固结压力对膨润土膨胀量的影响规律研究并发现，在双对数坐标系下，膨胀量与压力呈显著的线性变化关系。缪林昌等［4］研究认为，膨胀量不仅与垂直压力有关，还与初始干密度相关，膨胀量与初始干密度及垂直压力等都线性相关。此后，肖宏彬等［11］也通过室内试验，验证了缪林昌等关于膨胀率随初始干密度成线性变化关系的结论。然而，肖宏彬等［11］建议膨胀应变与垂直压力采用半对数线性关系较好。许瑛等［12］对陕西安康的弱膨胀土开展了研究并发现，在相同的初始含水率下，膨胀量与上覆荷载成负指数关系。Sun等[13]研究了GMZ膨润土在不同的掺砂率下的膨胀变形, 指出在垂直应力与浸水条件下稳定后的孔隙 比在双对数坐标中呈线性关系。Schanz 等[14]针对GMZ001钠基膨润土高压实样的膨胀力进行了研究, 指出干密度是影响膨胀力的主要因素;Villar等[15]研究了温度对FEBEX膨润土膨胀力、膨胀变形及渗透性的影响, 发现膨胀力及膨胀变形随着温度的升高而减小;Romero等[16]通过对两种膨润土(FEBEX 和Boomclay)的研究指出,在竖向压力相同时膨润土浸水后的膨胀量随着温度的升高而减小,且竖向压力越小对温度的影响越明显。
本论文针对不同湿度和温度条件压实膨润土湿润膨胀问题，通过阅读相关文献，整理膨润土膨胀变形的基础知识，利用湿度控制器，开展压实膨润土膨胀试验，研究压实膨润土在不同湿度条件下的变形特征，提出相应的膨胀变形分析模型，并进行数值模拟分析，揭示压实膨润土膨胀变形机理。
3. 研究的方法与步骤
1.通过阅读相关文献，了解并整理膨润土膨胀变形的基础知识。
2. 提出相应的膨胀变形分析模型，并解出解析解。
3.利用湿度控制器，开展压实膨润土膨胀试验，研究压实膨润土在不同湿度条件下的变形特征。
4. 参考文献
[1]国土资源部信息中心 . 2014世界矿产资源年评[m]. 北京：地质出版社，2014
[2]崔学奇,吕宪俊,周国华.膨润土的性能及其应用[j].中国非金属矿工业导刊,2000,(2):6-9.
[4］ 缪林昌,仲晓晨，殷宗泽．非饱和膨胀土变形规律的试验研究 ［j］．大坝观测与土木测试，1999，23( 3) : 36-39．
5. 计划与进度安排
（1）2022年3月1日—3月21日，毕业实习。
（2）2022年3月22日—3月28日，文献检索，提交开题报告。
（3）2022年3月29日—4月11日，论文研究，提交外文翻译初稿。
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