药剂稳定化垃圾焚烧飞灰的工程特性测试研究

对南方某药剂稳定化飞灰填埋场的钻孔试样(5个龄期、3处埋深)开展室内土工特性测试,包括颗粒级配、相对密度、含水量、持水量、渗透系数、压缩特性、抗剪强度等.试验结果表明:稳定化飞灰的平均粒径为0.8~3.1mm,接近于粗砂或细砾;不均匀系数为4.56~10.33,曲率系数为0.32~0.43,属于级配不良;相对密度为1.68~2.56;含水量为16.6%~46.4%,持水量为23.9%~56.7%,具有吸水性能;渗透系数为9.1×10–5~4.5×10–3 cm/s,随着上覆应力的增大而减小;压缩系数为1.21~1.93 MPa–1,具有高压缩性;修正主压缩指数为0.13~0.18;内摩擦角为32.9°~34.2°,黏聚力为14.0~19.5 kPa,后者主要来源于稳定化飞灰的胶结特性;随着龄期的增长,稳定化飞灰的胶结结构逐渐弱化,导致稳定化飞灰的粒径和相对密度减小、持水量增大、渗透系数和抗剪强度降低.对比分析稳定化飞灰的工程特性与生活垃圾的差异,对稳定化飞灰填埋场的设计、运营和管理提出了相应的工程建议.     

药剂稳定化垃圾焚烧飞灰的工程特性测试研究

对南方某药剂稳定化飞灰填埋场的钻孔试样（5个龄期、3处埋深）开展室内土工特性测试,包括颗粒级配、相对密度、水质量分数、持水量、渗透系数、压缩特性、抗剪强度等. 试验结果表明：稳定化飞灰的平均粒径为0.8~3.1 mm,接近于粗砂或细砾;不均匀系数为4.56~10.33,曲率系数为0.32~0.43,属于级配不良;相对密度为1.68~2.56;水质量分数为16.6%~46.4%,持水量为23.9%~56.7%,具有吸水性能;渗透系数为9.1×10^-5~4.5×10^-3 cm/s,随着上覆应力的增大而减小;压缩系数为1.21~1.93 MPa^-1,具有高压缩性;修正主压缩指数为0.13~0.18;内摩擦角为32.9°~34.2°,黏聚力为14.0~19.5 kPa,后者主要来源于稳定化飞灰的胶结特性;随着龄期的增长,稳定化飞灰的胶结结构逐渐弱化,导致稳定化飞灰的粒径和相对密度减小、持水量增大、渗透系数和抗剪强度降低. 对比分析稳定化飞灰的工程特性与生活垃圾的差异,对稳定化飞灰填埋场的设计、运营和管理提出了相应的工程建议.     

稳定化垃圾焚烧飞灰的水力-力学特性测试及其堆体稳定性分析

对稳定化垃圾焚烧飞灰(稳定化飞灰)填埋场进行稳定性评估是保障填埋场长期安全运营的关键,而稳定化飞灰的水力-力学特性是进行稳定性评估的重要参数。为掌握稳定化飞灰在水力-力学特性方面的特征,以南京某稳定化飞灰填埋场为工程对象,测试了0～11个月龄期范围内稳定化飞灰的水力-力学特性,并与生活垃圾进行了对比。研究结果发现:稳定化飞灰的重度为11.0～12.3 kN/m~3,内摩擦角为32.9°～34.2°,两者的龄期效应均不明显;黏聚力在14.0～19.5 kPa之间,随龄期的增长呈下降趋势;随着埋深的增大,残余体积含水量呈增大趋势,进气值呈减小趋势,而土水特征曲线变陡;当初始孔隙比为1.60～2.15时,饱和渗透系数为9.20×10~(-6)～3.82×10~(-5) m/s。在此基础上,采用Geo-Studio软件分析了降雨、坡高、坡比、渗滤液水位等对稳定化飞灰堆体稳定性的影响。结果发现:平均型、前峰型和中峰型降雨模式在降雨前期对稳定性影响较大,后峰型降雨模式在降雨后期对稳定性影响较大。随着填埋高度或坡比的增大,稳定安全系数逐渐减小。随着相对渗滤液水位的提高,稳定安全系数显著下降且下降速度越来越快。稳定化飞灰在水力-力学特性及其龄期效应方面均与生活垃圾存在差异,对稳定化飞灰填埋堆体进行稳定性评估时,不可盲目采用生活垃圾填埋场相关规范及推荐参数。     

颗粒特性对第三系弱胶结砾岩抗剪强度的影响

第三系弱胶结砾岩是一种介于土与岩石之间的特殊岩土材料,成岩程度低,自稳能力差,颗粒级配特征和胶结程度对岩石工程特性的影响显著.以蒙华铁路中条山隧道出口侧第三系弱胶结砾岩为对象,通过对天然原状试样和重塑试样的筛分试验、颗粒粒径分形特征分析以及大型直剪试验,对砾岩的分形特征和胶结程度与抗剪强度之间的关系进行了分析.结果表明:第三系弱胶结砾岩一般以粒径值1.0 mm为界具有二重分维特性,且细粒分维值普遍小于粗粒分维值,表明砾岩在组成上呈现出细粒质量分数相对较多的特征,而具有一重分维的砾岩具有最优级配和最高抗剪强度;根据胶结程度不同,第三系弱胶结砾岩可分为弱胶结与极弱胶结,极弱胶结砾岩粘聚力极小可以忽略,其强度特征与无黏性土类似;在相同胶结程度情况下,分维数与第三系弱胶结砾岩内摩擦角正切值存在负指数关系;胶结程度是影响第三系弱胶结砾岩抗剪强度的重要因素,颗粒级配相同情况下极弱胶结砾岩的抗剪强度和内摩擦角仅为弱胶结砾岩的33.46%～40.85%和58.64%.     

杨柳青电厂液态渣物理力学性质和堆渣体边坡稳定性研究

通过对杨柳青电厂液态渣的化学成分、物理力学性能进行的系统研究 ,得出了液态渣的主要化学组成、颗粒级配、干密度及相对密实度、压缩参数、抗剪强度、渗透系数、静力应力应变参数和动力特性参数等重要的化学、物理力学指标 ,为液态渣综合利用及贮渣场的设计提供了科学依据     

水热法稳定垃圾焚烧飞灰重金属研究

水热法是生活垃圾焚烧飞灰无害化处置新方法,在飞灰重金属稳定化方面具有显著能力．在 前期研究基础上,提出利用水热法耦合化学添加剂方法实现重金属的深度稳定化,设计正交实验研 究各参数对重金属浸出毒性的影响．结果表明：实验的较优工况为以空气为气氛,碳酸钠为添加剂, 在３００℃下水热并保持１ｈ;同时可通过增大添加剂使用量来降低飞灰的浸出毒性,达到生活垃圾 填埋场的飞灰进场标准．水热法可有效改变飞灰微观结构,降低颗粒粒径;水热后重金属是以一种 稳定的、难以离子交换的形式存在,从而实现稳定化;水热反应中有部分微、中孔向大孔转变,改善 了孔隙结构,具有更大的比表面积,飞灰利用价值也得到了提升．     

前坪水库坝壳砂砾料工程特性试验研究

以前坪水库西沟—鸭兰沟砂砾石料场为例,在试验代表性级配和控制干密度的条件下,通过大型压缩试验、三轴压缩试验、渗透试验分析了坝壳砂砾石料的变形、强度、渗透特性。试验结果表明:砂砾石料具有低压缩性,饱和固结排水剪与非饱和不固结不排水剪的应力-应变关系均呈应变硬化型,曲线形状比较接近双曲线,无明显剪胀现象;三轴压缩试验过程中的颗粒破碎较为明显,颗粒级配越粗,颗粒破碎率越大,颗粒破碎越明显;坝壳砂砾料的级配宽度不大,各级配砂砾料渗透破坏形式为管涌破坏,渗透系数差异不大,均表现出强透水特性。依托试验研究成果提出了适用于大坝应力-应变分析计算的邓肯-张模型参数和物理力学指标,为坝体设计和稳定性分析提供重要的参考依据,为火成岩地区地质环境条件类似的工程提供借鉴。     

生活垃圾降解特性室内试验研究

按照杭州天子岭垃圾填埋场生活垃圾的成分,人工配制新鲜生活垃圾试样,放入密封的聚氯乙烯(PVC)桶并置入恒温降解箱内进行厌氧降解。待生活垃圾试样达到指定的降解龄期时,进行降解特性相关试验。结果表明:生活垃圾的密度随着降解龄期的增加而增加,密度与降解龄期的关系可用指数函数进行拟合,拟合系数为0.94;生活垃圾的自然应变随着降解龄期的增加而增加,自然应变与降解龄期的关系可用指数函数进行拟合,拟合系数为0.94;生活垃圾中有机质的含量随着降解龄期的增加而减小,有机质含量与降解龄期的关系可用指数函数进行拟合,拟合系数为0.99。建立了三个关系对应的指数函数表达式。研究结果可为大型垃圾填埋场的库容分析提供参考依据。     

复合固化高液限黏土的筑堤性能试验

以黑龙江省松花江干流堤防采用高液限黏土作为筑堤材料为工程背景,在高液限黏土中按一定比例综合掺加细砂、水泥、石灰和粉煤灰等材料,通过直剪试验和渗透试验研究了3种配比固化土用于堤防填筑的改良效果.结果表明:固化土的黏聚力、内摩擦角和抗剪强度均明显优于素土;固化土的渗透系数均随压实度的增大而减小,但不同压实度范围内的固化土表现出不同的抗渗性能;养护龄期达到7 d后,增加养护龄期对减小渗透系数没有明显作用.     

EPS颗粒整体集合的直剪试验研究

为研究聚苯乙烯泡沫颗粒整体集合的抗剪强度特性,通过直剪试验,针对粒径为1、3及5 mm的泡沫颗粒,测定了不同法向应力条件下剪应力与剪切位移之间的关系,分析了颗粒粒径及压缩性对抗剪强度的作用影响。结果表明:随着粒径的增加,EPS颗粒整体集合的抗剪强度逐渐降低;当EPS颗粒粒径由1 mm增加至5 mm时,其整体的内聚力由8.1 kPa减小至2.75 kPa,内摩擦角也随之减小,其原因在于EPS颗粒整体集合的压缩量随粒径的增加而增大。     

级配效应下珊瑚砂不排水剪切特性研究

采用三轴固结不排水剪切试验,对基于Dinger-Funk方程得到的5种不同级配的珊瑚砂进行剪切特性研究,并以中值粒径d₅₀作为评价区分珊瑚礁砂级配的指标。结果表明,珊瑚砂的峰值偏应力与级配参数的中值粒径d₅₀呈线性关系,随着中值粒径d₅₀的减小而增加;珊瑚砂的剪胀程度随着级配中最大颗粒粒径的减小(d₅₀减小)而提高,但随着有效围压的增加而降低;珊瑚砂的内摩擦角与黏聚力在随级配变化时,二者表现为对立的增长趋势：当黏聚力表现为增加时,内摩擦角减小,反之内摩擦角增大;珊瑚砂的抗剪强度参数在当级配中的最大颗粒粒径为1～2 mm时出现异常值;珊瑚砂的有效内摩擦角随着级配的中值粒径d₅₀的增大呈线性增长关系。     

杭州地区生活垃圾焚烧飞灰基本特性分析

对杭州两种典型生活垃圾焚烧工艺产生的飞灰A(炉排炉)和飞灰B(流化床)进行物化性质、自身胶结强度、土工性质和重金属总量及浸出毒性测试,并与其他地区的飞灰研究结果进行对比分析,为飞灰无害化处置提供技术支持。结果表明:飞灰A和飞灰B颗粒表面均疏松多孔,且均含有较多的CaO及一定量的Al2O3、SiO2和Fe2O3,自身胶结后无侧限抗压强度(灰水比为1kg∶300mL)分别为0.281MPa和0.283MPa。根据颗粒级配和液塑限测试结果,飞灰A属于粉土类,飞灰B属于黏土类。飞灰A和飞灰B的比重分别为2.463和2.858。飞灰A和飞灰B的孔隙比分别为2.81和2.68,相应的渗透系数分别为5.211×10-7 cm/s和2.069×10-8 cm/s。飞灰A中重金属总量约占飞灰质量的0.71%,其中Cu、Zn和Pb分别为杭州土壤背景值的48、60和63倍;飞灰B中重金属总量约占飞灰质量的1.26%,其中Cu、Zn和Pb分别为杭州土壤背景值的77、123和65倍。根据重金属浸出毒性测试结果,两种飞灰均不满足危险废物填埋场直接入场填埋要求,必须进行安全处置后方可进行填埋或资源化利用。     

碎石的可压实性及压实对渗透性能的影响

通过对不同粒径的碎石进行相对密度及在不同密实度和不同级配条件下碎石的渗透试验,得到了不同条件下碎石的渗透系数.通过比较其渗透系数表明:压实对碎石渗透性影响不大,其结论为碎石渗沟、碎石盲沟、碎石渗井及相关工程的设计、施工提供了依据.     

级配和含水量对赣南红土抗剪强度特性影响的试验研究

以赣南红土为研究对象,运用直剪试验和库伦强度理论,试验研究了含水量、粒径和颗粒级配对红土强度特性的影响。研究结果表明:粒径为0～0.5 mm时,随着粒径增大,颗粒形成的团聚体稳定性增强,红土液限和塑限快速减小;粒径为0.5～2 mm时,随着粒径增大,团聚体稳定性略有减弱,红土液限和塑限缓慢减小并趋于稳定;当含水率为18%,红土黏聚力达到最大值;颗粒级配对红土强度参数影响非常大,当法向应力不超过200 kPa时,红土抗剪强度主要受细颗粒含量的影响,而大于300 kPa时则主要受粗颗粒含量影响。     

不同配比新鲜生活垃圾渗透特性试验研究

在环境土工实验室,采用大型渗透模型槽试验仪器,对3种配比新鲜生活垃圾进行了室内模型槽试验研究。采用常水头试验方法,考虑7种初始密度(0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1g/cm~3),研究了生活垃圾的渗透特性及规律。试验结果表明:新鲜生活垃圾的渗透速率随饱和度的增大而增大,其关系可拟合成多项式,拟合系数大于0.99,建立了多项表达式;渗透速率随初始密度的增大而减小,其关系可拟合为直线,拟合系数大于0.96,建立了直线关系表达式;渗透系数与时间的关系可拟合为指数模型,拟合系数为0.8,建立了指数模型表达式;得到了新鲜生活垃圾渗透系数的量级范围,量级范围在10~(-3)~10~(-2) cm/s之间。研究结果可为垃圾填埋场的渗流分析提供参考。     

级配散粒体循环荷载下变形特性的离散元模拟

为了研究散粒体的级配对其变形特性的影响,通过建立二维离散单元模型,选取不同围压和初始密度,对不同级配的散粒体在循环荷载作用下的累积变形进行了研究.研究发现:在相同初始孔隙率或者初始相对密度条件下,随着级配不均匀系数的增加,散粒体变形均呈现增长趋势;在低围压下,所有试样均发生不同程度的剪胀,变形随着加载次数的增加而快速增长;当围压增加时,试样由剪胀转为剪缩,变形减小、趋于稳定.增加土体的初始密度和围压可以显著增加其内部配位数,从而有效抑制塑性变形.     

尾矿料的物理力学性试验研究

本文结合云南省兰坪铅锌矿尾矿料的大量物理力学性试验成果进行了系统的分析研究。得出：尾矿料自然堆积稳定的干密、含水量大小与其所处排水条件、放矿浓度、颗粒级配等因素关系密切,试验得出了尾矿料在不同固结压力、不同孔隙比下的渗透系数与破坏比降;用西田建议的经验公式计算尾矿料渗透系数与实测值吻合较好。同时对尾矿料的压缩性、抗剪强度进行了详细分析讨论,建议改善尾矿堆坝的排水条件是提高堆坝稳定的有效途径。     

玻璃纤维加筋砂土剪切强度特性研究

纤维作为一种土体加筋材料,在土体中所表现出的力学特性有别于一般的土工合成材料.为了深入了解纤维加筋土的剪切强度特性,通过土工合成材料直剪仪,以砂土为研究对象、玻璃纤维为加筋材料,在控制含水量、纤维掺量和相对密实度条件下开展一系列的直剪试验.试验结果表明:纤维加筋砂土的内摩擦角随含水量的增大而减小,黏聚力没太大变化;玻璃纤维能有效提高砂土的剪切强度和破坏韧性,临界纤维掺量为0.4%;纤维加筋砂土的剪切强度和剪切强度参数(黏聚力和内摩擦角)随相对密实度的增加而增加.总体而言,低含水量、0.4%纤维掺量和高相对密实度能有效改善玻璃纤维加筋砂土的剪切强度特性.     

咸水体修复过程中含水层物理堵塞试验研究

针对山东半岛大沽河下游咸水体修复过程中含水介质物理堵塞的问题,采用室内模拟试验,系统研究了悬浮物质量浓度和粒径对咸水体含水介质物理堵塞的影响,并通过测定人工回灌过程中渗透系数的时空变化,定量分析和评价含水介质物理堵塞的机理和程度。结果表明:悬浮物质量浓度和粒径是影响含水介质渗透性的关键因素; 在悬浮物质量浓度分别为50、100、200 mg·L^-1的条件下,含水介质的等效渗透系数分别为其初始值的38%、20%和10%; 随着注入悬浮物质量浓度、注入时间的增加和入渗深度的减小,相对渗透系数不断减小; 悬浮物的粒径越小,迁移距离越大,造成渗透系数下降区的厚度越大; 随着悬浮物粒径的不断增大,粒径大的颗粒容易被截留在表层,造成表层渗透系数下降幅度增大,其余各层渗透系数下降幅度随深度增加而减小。     

考虑含水量和密度影响的压实黄土抗剪强度特性研究

在干旱半干旱地区,压实黄土广泛用于建造路堤、土坝、基坑回填等工程中,受降雨入渗等因素影响,压实黄土的含水量经常会发生变化,其抗剪强度也会随之改变.通过直剪试验研究了压实黄土的抗剪强度参数随含水量和干密度的变化规律.得出在干密度相同的条件下,压实黄土的粘聚力、内摩擦角随含水量的增大而减小的结论;归纳出粘聚力、内摩擦角与含水量均呈二次抛物线关系.进一步分析得到了考虑含水量和干密度影响的压实黄土抗剪强度计算公式.