混合粉质粘土和疏浚土填埋场防渗垫层的环境土工特性研究

充分利用疏浚土有机质含量高、吸附能力强和低透水性等特点,将其作为填埋场粘土衬垫的添加材料。等温吸附试验和扩散试验的结果表明:粉质粘土掺入疏浚土后,对金属离子的吸附能力得到增强,尤其对高价Cu2+的吸附能力显著提高,同时可以显著地降低Cu2+的扩散系数。研究表明,有机质对Cu2+的强吸附能力是Cu2+扩散系数降低的主要原因。粉质粘土掺入疏浚土后极大地提高了粘土衬垫的环境土工特性,非常适合作为填埋场粘土衬垫。     

柠檬酸杆菌吸附重金属铀的试验研究

采用弗氏柠檬酸杆菌吸附重金属铀,考察了pH、菌体浓度和铀离子浓度对吸附效果的影响.结果表明,弗氏柠檬酸杆菌对铀的吸附一开始随pH的增大而增大,当pH值为6时吸附率达到最大,而后降低;吸附率随菌体浓度的增加而增大,吸附量则相反;吸附量随铀起始浓度的增加而增大,而吸附率则降低;吸附过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程,且后者的拟合效果较前者好.     

Ca(OH)2对低掺量水泥土的强度影响

用低掺量水泥加固3种不同的土进行室内试验研究,测试了不同Ca(OH)2掺量及不同龄期下3种水泥土的无侧限抗压强度。分析了随Ca(OH)2掺量的增加,不同龄期的3种水泥土无侧限抗压强度变化规律及原因。试验结果表明：水泥红粘土强度随Ca(OH)2掺量的增加提高最为明显,粉质粘土次之,砂土最弱。分析原因是由于土体的细度对水泥土强度影响较大。土体越细,土体中粘土矿物越多, Ca(OH)2掺量的增加促进了更多的离子交换作用和火山灰作用的发生,从而提高了水泥土强度。试验所用的3种土中红粘土最细,所以水泥红粘土强度随Ca(OH)2掺量的增加提高最为明显。     

对“混合粉质粘土和疏浚土填埋场防渗垫层的环境土工特性研究”讨论的答复

(1)关于扩散系数的定义当前国际岩土工程界普遍采用的“扩散系数”是不包含阻滞因子Rd的[1]。但如何获得不包含阻滞因子Rd的“扩散系数”一直是个难题。文献[2]第476页已讲明,只有在满足吸附反应是可逆的,并适合探讨文中公式(1)、(2)的条件下,才能将“表观扩散系数”和“扩散系数”区分开。疏浚土中有机质含有络合基,与金属离子形成络合物后,以离子吸附的形式表现出来,在中性条件下产生沉淀,即在中性条件下具有不可逆性。因此在本试验条件下采用包含阻滞因子Rd项的“表观扩散系数”具有合理性。原文旨从工程应用的角度出发,利用疏浚土中有机质的强吸附性能,研究粉质粘土掺入疏浚土后环境土工特性的提高,“表观扩     

氯化锌在水泥颗粒表面的吸附行为及缓凝机理

通过测定氯化锌在水泥颗粒表面的吸附行为和ζ电位,结合水化热、水化产物分析等研究氯化锌对普通硅酸盐水泥的缓凝机理。结果表明:ZnCl2在水泥颗粒表面的吸附量随掺量增加而增加,吸附率随掺量增加而减小;5min时ζ电位随掺量增加而明显增大,30min后掺量对ζ电位的影响变小;ZnCl2能与OH-离子结合生成不溶性化合物,提高早期浆体中的Ca2+浓度;掺入ZnCl2后第二温峰出现的时间推后,并且水化产物减少;掺ZnCl2对早期强度影响较小,但能较好的提高后期强度,掺量为0.2%时,胶砂的抗压强度最好。     

掺合料混凝土早期强度的试验研究

通过不同掺合料种类及掺量的掺合料混凝土早期抗压强度试验,分析粉煤灰掺量、矿粉掺量、煤矸石掺量对混凝土强度的影响规律,并研究双掺、三掺掺合料对混凝土强度的交互作用。研究结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,粉煤灰混凝土抗压强度减小,但后期抗压强度增长幅度增大;矿粉掺量对矿粉混凝土的抗压强度和强度增长规律的影响不明显;掺入小于20%的煤矸石混凝土强度早期强度明显降低而后期强度变化不明显,掺入超过30%的煤矸石各龄期混凝土抗压强度均有明显降低;在矿粉混凝土中掺入粉煤灰,混凝土抗压强度随粉煤灰掺量的增加而减少,但减小幅度随龄期的增长而减小;在粉煤灰混凝土中掺入矿粉,混凝土强度有不同程度的提高;在煤矸石混凝土中掺入粉煤灰,混凝土抗压强度随粉煤灰掺量的增加而减小,减小幅度随龄期的增长而变化不大;在粉煤灰混凝土中掺入煤矸石会导致混凝土早期强度降低但后期强度提高;在煤矸石混凝土中掺入小于40%矿粉时混凝土抗压强度略有提高,而掺入超过40%矿粉时抗压强度降低;若在矿粉混凝土中掺入煤矸石,对矿粉掺量小于40%的混凝土强度影响不大,矿粉掺量大于40%时混凝土强度降低。     

复合固化剂固化某淤泥质土的试验研究

为了改善青弋江分洪道工程淤泥质土地基的物理力学性能,选用普通硅酸盐水泥、粉煤灰、水玻璃以及木质素磺酸钠组成的水泥基复合固化剂,以青弋江芜湖段典型淤泥质土样作为试验土样,进行了室内固化试验研究,分析了固化剂掺量、淤泥质土初始含水率以及养护龄期的改变对固化土无侧限抗压强度和抗剪强度参数的影响关系。研究结果表明:对于提高青弋江淤泥质土强度,试验所用固化剂作用效果明显,90d龄期养护条件下,掺入复合固化剂处理的固化淤泥质土无侧限抗压强度最高为单掺水泥条件下固化土无侧限抗压强度的4.2倍,同时前者抗剪强度也明显大于后者;固化土无侧限抗压强度随固化剂掺量增加而提高,但增长速率逐渐减缓,同时还随着养护龄期的增加而提高,两者呈明显的对数关系。     

广东江河冲积地质SMW工法桩水泥土强度试验研究

为研究SMW工法桩在广东江河冲积地质淤泥质黏土和粉细砂中的成桩性状,通过现场取样测得水泥土强度和干密度;在实验室内分别按3种水灰比和4种水泥掺入比制作试样,并测得28,60,90d和120d龄期下的无侧限抗压强度。试验结果表明:淤泥质黏土水泥土和粉细砂水泥土最佳水灰比均为1.5;淤泥质黏土水泥土在水泥掺入比为18%时强度最高,粉细砂水泥土在水泥掺入比为15%时强度最高,粉细砂与水泥结合的机理与水泥砂浆相似,随砂灰比的增大而增大;水泥土强度随龄期的增长而增长,且在最佳水泥掺入比时28d后强度增长明显;水泥土干密度与抗压强度呈正相关;最后分析了现场水泥土强度比实验室内水泥土强度小的原因,结果可以为改进SMW工法桩施工工艺提供参考。     

聚丙烯纤维对水泥土力学性能的影响

本文分析了聚丙烯纤维掺入量及水泥的掺入量对水泥土强度和弹性模量影响的机理,通过试验分析表明,纤维的掺入量在一定的范围内,水泥土的强度随纤维掺入量的增加而增大,当纤维的掺入量超过这个范围其强度反而降低,而弹性模量随纤维掺入量的增加而减小;当纤维掺入量固定不变时,水泥土的强度和弹性模量随着水泥的掺入量增加而增大。     

疏浚泥对混凝土性能的影响研究

研究了疏浚泥对混凝土坍落度和力学性能的影响,并对掺疏浚泥混凝土的耐久性能进行了分析。结果表明,疏浚泥的掺入能有效降低混凝土坍落度;水胶比不变时,掺疏浚泥混凝土早期强度与基准混凝土一致,后期强度略有提高,且疏浚泥掺量在30%时,混凝土收缩增加,抗水渗透和抗氯离子渗透性能均有提高。     

活性MgO碳化固化土的干湿循环特性试验研究

碳化固化技术是一种利用二氧化碳对搅拌有活性氧化镁的土体进行碳化,以达到快速提高强度的低碳搅拌处理软土的创新技术。通过室内试验研究干湿循环对碳化固化土物理力学特性的影响,并与相同掺量下水泥固化土进行对比。结果表明:活性Mg O固化粉土碳化3 h试样的无侧限抗压强度可达5 MPa,粉质黏土碳化24 h试样可达2.6 MPa;干湿循环后碳化固化土的干密度降低,而水泥土干密度基本不变;6次干湿循环后粉土碳化试样的无侧限抗压强度仍然能达到4 MPa以上,为水泥固化粉土强度的2倍,具有较好的抗干湿循环性能;经过6次干湿循环后,粉质黏土碳化试样的残余强度仅为35%,而水泥固化粉质黏土降到65%,表明固化粉质黏土的抗干湿循环性能均较差,且粉质黏土碳化试样的抗干湿循环能力不及水泥固化粉质黏土试样。通过X射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)及压汞试验(MIP)测试表明干湿循环对粉土碳化试样的累计孔隙影响不大,因此粉土试样仍然具有比较大的密实度来保证试样强度;粉质黏土碳化试样因孔隙增加明显而变得疏松,因此强度显著降低。     

Stabilization of clay soils using lime and effect of pH variations on shear strength parameters

This paper presents the results of geotechnical and mineralogical investigations on lime treated clay soils from Hamedan City, Iran, and effects of pH variations on their shear strength parameters. Initially, lime was added in different percentages and laboratory experiments were conducted after curing times. The results indicate that these soils can be stabilized satisfactorily with the addition of about 7 % lime. Also, investigation of the relationship between lime-treated geotechnical properties and lime percentage and curing time demonstrates high regression coefficients for the proposed relationships. Several laboratory tests were performed on treated and untreated clay soils with lime mixed with pore fluids with different pH values including 3, 5, 7 and 9. The results of shear strength tests indicated that the undrained shear strength parameters for untreated clays increased considerably if the pore fluid had a high pH (pH = 9) or a low pH (pH = 3). It can also be found that for lime-treated soils, maximum cohesion and friction angle values are achieved at pH = 9.     

利用桐油和糯米汁改善黏土的强度及环境土工特性

充分利用桐油防渗性好、附着力强、耐酸碱、耐水、耐日光大气等性能和糯米汁黏糊度高、吸附强、胀度小等特点,将桐油、糯米汁掺入黏土中改善其环境土工特性。渗透、强度、等温吸附和扩散试验结果表明:黏土经桐油、糯米汁改良后,在最优质量比例为90∶5∶5时,渗透系数比未改良土下降2个数量级,同时对金属离子的吸附能力明显增强,尤其对Cu2+的吸附能力显著提高,并且明显地降低Cu2+的扩散系数。用扫描电子显微镜(SEM)对未改良土和混合土进行了微观形态结构研究,结果表明桐油能很好地分散并渗入黏土表面形成附着良好的包膜层。萧山黏土混合桐油和糯米汁后极大地改善了其作为黏土衬垫的环境土工特性。     

冻结粉质黏土声学特性与物理力学性质试验研究

 为分析冻结粉质黏土的声波参数与其物理力学性质之间的关系,进行了冻结粉质黏土的超声波测试,同时测定了其在不同温度下的抗拉、抗压强度。基于试验分析了温度、含水率和干密度等对冻土波速的影响以及波速与强度的关系。结果表明：土样在－1 ℃到－7 ℃的温度范围内,波速变化尤为剧烈;存在一个临界含水率16.03%,使波速随含水率的增加呈先增加后减少的趋势;在含水率相同的情况下,波速随干密度的增加呈线性增加;通过波速计算得到冻结粉质黏土的三个动弹性力学参数,并分析这些参数随温度的变化趋势;冻土声波波速与强度呈现出良好的相关性,冻土的强度越大,声波波速越高。因此,可利用声波测试技术对冻土进行无损检测,为冻土强度的预测奠定基础。     

活性MgO碳化固化土的渗透特性研究

碳化固化法是一种低碳搅拌处理软土的创新技术,碳化反应生成的产物能有效降低固化土的孔隙率。在已有研究的基础上,着重研究碳化土的渗透特性,以利于其工程应用。采用室内渗透试验,系统研究了活性MgO掺量、碳化时间、初始含水率和CO_2通气压力对MgO碳化粉土和碳化粉质黏土渗透系数的影响规律,并与相同固化剂掺量、相同初始含水率下水泥固化土的渗透系数进行了对比。结果表明:活性MgO碳化土的渗透系数随MgO掺量的增加而降低,与相同掺量下水泥固化土的渗透系数处于同一数量级;MgO碳化粉土的渗透系数明显大于碳化粉质黏土的渗透系数;当MgO碳化粉土和粉质黏土碳化6.0 h时,相应的渗透系数达到最小(10-6);通气压力对MgO碳化土的渗透系数影响不大,在通气压力为200 k Pa时渗透系数较小。因此,活性MgO碳化土具有与水泥固化土相近的抗渗性能,有良好的推广应用前景。     

冻结状态青藏粉质黏土的渗透系数测量研究

粉质黏土在青藏高原多年冻土地区广泛分布,为了充分认识其在冻结状态下的渗透性质,开展了一系列渗透试验测量了在-0.6℃~0.1℃条件下含水率为50%的青藏粉质黏土的渗透系数。结果显示:在高负温区间内,冻结粉质黏土的渗透系数处于8.22×10~(-11)~7.19×10~(-9) cm/s之间;另外,渗透系数与土温之间呈现出幂函数关系,土温越接近于0℃,渗透系数增大越快;冻土的渗透系数表现出随着未冻水体积含量的增加而快速增大的趋势。渗透性的存在可测意味着高温冻土在外荷载下会存在固结作用。     

上海地区利用扁铲侧胀试验的材料指数ID划分土类的研究

土类的划分在岩土工程中是非常重要的,而扁铲侧胀试验则是一种非常有效的原位测试方法。根据上海地区157个扁铲试验孔近17 600份数据的实测资料,对不同土类的ID值范围进行统计,分析和归纳出粘土、粉土和粉砂的ID值范围,为利用ID值划分土类提供了依据。同时,对超固结性的影响也进行了讨论。     

击实砾质土抗拉强度试验研究

抗拉强度是黏性土的一个比较重要的力学性质,由于在工程中使用相对较少,对其研究并不多。实际上,诸如土体裂缝、坍塌、土石坝心墙水力劈裂等不少工程问题都与抗拉强度有着密切的关系。对3种砾质土进行击实试样的抗拉强度试验,研究抗拉强度随试样干密度、前期固结压力和含水率等的变化规律。试验结果表明,击实砾质土抗拉强度随着干密度的增加而增加,增加幅度显著;随着前期固结压力的增加,土的抗拉强度也增大,但在试验范围内(固结压力100～500kPa)增大并不明显。随着含水率的增加,抗拉强度稍有减小。在所试验的含水率、密度和前期固结压力范围内,试验得到的砾质土抗拉强度为20～80kPa。     

PIV技术在非饱和冻土冻胀模型试验中的实现与灰度相关性分析

粒子图像测速法(PIV)已经在流体力学和岩土工程中得到广泛应用,并取得了良好的试验结果。但是,由于黏性土缺乏表面纹理,PIV技术尚未在冻结黏性土颗粒迁移分析中得到成功应用。针对黏性土冻结过程中的土颗粒迁移问题,采用自制的PIV冻土模型试验箱,以非饱和粉质黏土作为试验土样,结合Canon EOS 1300D相机和GeoPIV软件,提出了PIV技术在非饱和冻土中的实现方法。结果表明:(1)试验过程中光线的变化会极大的影响试验结果,故需要在摄影棚中构建恒定光场;(2)为便于PIV分析,试验前需对冻土进行表面纹理构建,粒径0.3 mm石英砂是纹理构建的最佳示踪粒子;(3)非饱和粉质黏土在冻结过程中的冰水相变会导致图像灰度变化,根据统计结果,将种子区域灰度相关性及整体灰度相关性分别调整为0.85和0.69。