电石渣改良路基过湿土的微观机制研究

 为揭示电石渣改良路基过湿土的强度增长机制,通过无侧限抗压强度、酸碱度、压汞和热重分析试验,从微观角度出发,探讨改良土强度与pH值、孔径分布、火山灰反应产物含量的内在联系,并与石灰改良土进行比较。结果表明,电石渣改良路基过湿土早期强度与生石灰改良土接近,而后期强度为生石灰改良土的1.05～1.16倍;电石渣细粒含量约为生石灰的1.72倍,比表面积大5倍,可保障电石渣与土颗粒接触更充分;电石渣活性Al,Si成分含量约为生石灰的1.71倍,且电石渣改良土pH值可维持在12.4～12.6(而生石灰改良土pH值低于12.4),为火山灰反应提供较好的碱性环境,水化反应更持久;28和120 d龄期时,电石渣改良土的火山灰反应产物含量约为生石灰改良土的1.06和1.10倍,且微孔隙(＜0.007 μm)和小孔隙(0.007～0.900 μm)的体积百分比之和分别约为生石灰改良土的1.05和1.23倍,结构更致密。     

磷矿粉稳定铅污染土的溶出特性研究

采用磷矿粉作为稳定剂对铅污染土进行修复处理。通过毒性浸出试验（TCLP）,研究磷矿粉稳定铅污染土的溶出特性,探讨了不同磷矿粉掺量和养护龄期对铅、钙溶出量的影响,分析不同初始铅浓度作用下铅、钙的溶出规律。结果表明：铅溶出量随磷矿粉掺量和养护龄期的增加而减小,钙溶出规律与之相反,钙溶出量与铅溶出量存在线性负相关性;稳定污染土和浸出液的pH值受初始铅浓度影响显著,并随着磷矿粉掺量增加而逐渐增大。     

水泥固化锌污染高岭土强度及微观特性研究

采用水泥作为固化剂对锌污染高岭土进行固化稳定处理,对固化后养护7 d和28 d的人工锌污染土的液塑限特性,无侧限抗压强度和变形模量特性,土样pH特性,以及微观机理进行了研究.结果表明,液塑限随锌离子浓度增加而降低.随锌离子浓度增加,固化污染土的无侧限抗压强度值总体均呈下降趋势;随试样pH值升高,无侧限抗压强度值增大;变形模量E₅₀均随锌离子浓度增大而减小;水泥的主要水化产物的数量均随锌离子浓度的增加而减少,且由成熟形态向早期形态退化,并最终消失.随着锌离子浓度的增加,试样中的直径1～10 μm的孔隙数量明显增加,并且伴随着直径0.01～1 μm的孔隙数量的减小.     

CaCl_2作用下PAC改良膨润土滤饼的渗透特性研究

膨润土在盐溶液作用下化学相容性降低,严重影响膨润土系隔离墙的防渗性能。PB为提高膨润土在盐溶液作用下的防渗性能,通过将2%的聚阴离子纤维素(PAC)与钠化膨润土(CB)直接拌合,制备一种聚合物改良膨润土(PB)。基于改进滤失试验测试不同压力下受CaCl_2溶液和蒸馏水作用的PB滤饼渗透系数(分别为kc和kw)。结果表明,随CaCl_2浓度增大,PB试样的滤失液体积和滤饼渗透系数增大,但PB试样滤失液体积始终小于规范限值(25m L)。在试验溶液浓度范围内,PB滤饼渗透系数小于未经改良的CB滤饼渗透系数。相同有效应力作用下,随CaCl_2浓度增大,PB滤饼含水率w降低,导致孔隙比虽减小,PB但渗透系数增大;而有效应力的增长可抵消一部分化学溶液对滤饼渗透系数的影响。当CaCl_2浓度≤60 m M时,PB的kc/kw10,其渗透系数无明显增长,表明采用PAC对膨润土进行改良,可有效提高盐溶液作用下膨润土滤饼的防渗性能。     

高应力富水岩层马头门支护加固研究

介绍了郭屯煤矿风井马头门复杂的工程地质情况,并在一次注浆后涌水量较大的情况下,提出了锚网喷一次支护,锚索、注浆锚杆加固的二次加固支护的技术方案。取得了良好的技术效果和经济效果,对于类似条件下的支护工程具有一定的参考价值。     

碱激发高炉矿渣固化铅污染土酸缓能力、强度及微观特性研究

采用碱激发高炉矿渣对铅污染土进行固化稳定处理,并研究其固化稳定机理。结果表明:随着固化剂掺量提高,GGBS-MgO固化铅污染土酸缓能力的固化污染土酸缓冲系数β随之提高;铅能够抑制GGBS-MgO进行水化反应,致使GGBS-MgO固化铅污染土比表面积远低于同掺量的固化未污染土;GGBS-MgO固化铅污染土q_u均低于相同掺量下固化未污染土,且无侧限抗压强度与其比表面积间存在明显的线性关系;SEM和XRD结果显示,GGBS-MgO固化铅污染土和固化未污染土的试样,主要水化产物都为C-S-H与Ht;累积进汞量和孔径直径结果显示,GGBS-MgO固化未污染土累积进汞量高于固化铅污染土。     

深井高应力裂隙围岩蠕变控制技术研究

通过对郭屯煤矿中央泵房实际情况的调查与分析,阐述了巷道破坏机理,根据巷道特点,采用锚网索喷一次支护、锚注二次支护的技术方案进行加固支护,并通过数值模拟分析得出最佳二次支护时机,取得了良好的技术经济效果。对于类似条件下的巷道支护具有一定的参考价值。     

有机物污染场地浅层异位固化稳定化试验研究

以某化工企业有机物污染浅层土为对象,应用4种固化药剂进行固化稳定化修复对比研究。通过现场异位固化稳定化结合室内无侧限抗压强度、毒性浸出等试验,讨论了固化剂组份、龄期对其物理力学性质和浸出特性影响,并对比分析了其固化稳定化效果及机理。结果表明:随着养护时间增长,修复土p H值、毒性浸出溶液的有机物浓度降低,其中pH值由0 d的12.76~13.11降至28 d时的12.11~12.69,而有机物浸出浓度14d降幅在65%~100%间;干密度及无侧限抗压强度qu则稳步提高,其中干密度28 d增幅达14.4%~23.2%,而强度最大增加到122 k Pa。固化剂3和4修复污染土干密度较大,28 d密度超过1.37 g/cm~3,密实作用明显;添加固化剂会立即显著增大污染土pH值,其中固化剂4(电石渣+凹凸棒土)各龄期pH值明显大于其他剂型;各固化剂对不同有机污染物的稳定效果有所差别,但均能有效固化稳定化苯胺、2-氯酚、萘、苯、甲苯、邻-二甲苯;就污染物总体固化稳定化效果而言,含活性炭组分的固化剂1效果最为突出,其总稳定率接近100%;含水泥组分的固化剂2,3对土体的增强作用较好,其28 d强度可达109 k Pa以上。相较其他药剂,固化剂4在成本、能耗及污染物排放方面表现最优,且能较好满足场地修复对有机物稳定率及强度的要求,综合效果最佳,为优选的最佳剂型。     

酸雨作用下含磷固化剂处理铅锌镉复合污染土的半动态浸出试验研究

酸雨pH可显著影响固化重金属污染土的浸出量。定量评价固化污染土在暴露条件下(例如酸雨)对周边水土体环境的影响,需要明确固化污染土的有效扩散系数和阻滞因子这两个关键参数。现有研究多集中在固化污染土的浸出特性和表观扩散系数,有关有效扩散系数和阻滞因子的研究很少。本次研究旨在研究改进的KMP固化剂固化重金属Pb、Zn、Cd复合污染土在酸雨作用下的有效扩散系数和阻滞因子。解吸附试验表明,随着污染土中重金属Pb、Zn、Cd浓度增加,固化污染土的解吸附量增大,且解吸附曲线满足Freundlich平衡吸附/解吸附方程。半动态浸出试验结果表明,污染土中重金属Pb、Zn、Cd浸出机制主要由扩散控制,且拟合曲线斜率分别为0.60,0.56和0.61,表观扩散系数Dobs为1.05×10~(-16),7.84×10~(-13)和2.11×10~(-12) m~2/s。结合解吸附试验和半动态浸出试验结果可知,Pb、Zn、Cd的阻滞因子Rd分别为17165.6,254.6和109.3,有效扩散系数De分别为1.82×10~(-12),1.96×10~(-10),2.34×10~(-10) m~2/s。与其他学者结果相比,固化污染土中Pb的有效扩散系数低于其他学者的两个数量级,而Zn和Cd的求算结果与其他学者一致。     

水泥固化锌污染黏土的压缩特性试验研究

通过压缩试验对不同水泥掺量、不同锌离子浓度的水泥固化污染土的压缩特性进行研究,分析水泥固化锌污染土的固结屈服应力py'、压缩指数Cc与水泥掺量和锌离子浓度的关系;引入评价天然重塑黏土固有压缩特性的孔隙指数Iv,对压缩试验结果进行正规化处理,进一步探讨不同水泥掺量下不同锌离子浓度污染土的压缩特性。结果表明,锌离子浓度对于水泥固化污染土的压缩特性和结构性具有显著影响。锌离子浓度越高,水泥固化锌污染土的结构性越差,固结屈服应力py'和压缩指数Cc越低。