基于模型试验的涉水堆积体岸坡变形-破坏模式研究

为了进一步探究涉水堆积体岸坡变形-破坏模式,自主设计制作了模型试验平台,选取三峡库区碎石土样,测定了土样基本力学特性,开展了水位升降作用下堆积体岸坡的物理模型试验。依据试验现象,重点分析了不同坡度的岸坡模型在不同水位作用条件下的破坏模式。结果表明:坡度对岸坡变形-破坏特征影响显著,坡度较大(50°及60°)时,在水位上升期间便发生大规模塌岸现象,变形-破坏模式表现为水位上升→剥蚀、淘空↔塌岸→下错平台→整体滑塌→次稳定状态;坡度为40°时,在水位下降期间发生了较大规模的滑动破坏,对应变形-破坏模式为水位上升→坡体沉降→贯穿裂隙形成→水位下降→贯穿裂隙扩展↔滑面形成→整体滑移;岸坡坡度较小(35°)时,多次升降循环中并未出现明显的变形-破坏迹象。     

污泥固化土强度特性研究

为明确污泥固化处理后的强度变化特征,并从水分转化角度揭示其变化机理,对不同水泥添加量和不同养护龄期条件下污泥固化土的强度特性进行了室内试验研究。结果表明:(1)污泥固化土的无侧限抗压强度与水泥添加量呈线性正相关,固化系数k随着养护龄期的增加而增大。0~14 d,k由0.807 9增大到1.251 8,增长幅度较大,为54.94%;14~28 d,k由1.251 8增大到1.488 7,增长幅度明显减小,为18.92%。(2)无侧限抗压强度与养护龄期之间呈现良好的正相关性,二者拟合的相关系数在0.969 8~0.999 7之间。(3)水泥主要与污泥中结合势能较低的自由水发生水化反应,随着水泥添加量的增加,自由水百分量降低明显,下降幅度达到47.7%,结合水百分量降低缓慢,下降幅度仅9%;且水化反应在14 d内基本完成,14 d内水化反应消耗的自由水含量约为28 d内的80%。研究成果可为污泥固化土这种特殊性质土体的基本力学性质研究提供基础参数,为实际固化施工工艺的选择提供了参考。     

灰岩人工砂石粉含量试验检测方法探讨

为探讨因《水工混凝土砂石骨料试验规程》修订更新导致新旧版本试验规程所推荐的石粉含量试验检测方法变化对试验检测结果的影响,结合黄登水电站工程实际,开展了不同试验检测方法对灰岩人工砂石粉含量检测结果的影响程度及规律试验研究,试验共检测灰岩人工砂石粉含量535组。试验结果表明:①试验检测方法对灰岩人工砂石粉含量检测结果影响显著,且具有一定规律性;②采用“湿筛水洗法”与“颗粒级配干筛法”得到的石粉含量结果差值和“湿筛水洗法”得到的微粒含量结果数据分布情况基本满足正态分布曲线;③采用2种试验方法检测的常态砂和碾压砂石粉含量结果差值分别为5%~9%和4%~8%,平均差值分别为6.7%和5.2%;④灰岩常态砂和碾压砂微粒含量在石粉含量中所占比例基本相同,约为石粉含量的80.4%。     

水泥对淤泥质土固化效果的试验

为研究水泥对淤泥质土的固化效果,对不同水泥掺量和不同养护龄期(7d、14d、28d)的淤泥固化土无侧限抗压强度进行了试验。结果表明:淤泥固化土的无侧限抗压强度与水泥的掺量和养护龄期有关,随着水泥掺量的添加,土由塑性破坏转化为脆性破坏。     

硅粉水泥固化土变形特征试验研究

以内蒙古河套平原粉质黏土为研究对象,将硅粉作为水泥土的外掺剂,研究当水泥掺量为6%、8%,硅粉掺量为1%、2%、3%、4%、5%时,水泥固化土的变形特征。无侧限抗压强度试验结果表明:当水泥掺量相同时,适量的硅粉可以提高水泥土的强度,随着硅粉掺量的增加水泥土抗压强度呈现增长趋势,水泥土的破坏形态表现为塑性剪切破坏;随着硅粉掺量的增加,水泥土应力—应变关系曲线的应力峰值及残余强度增大;硅粉掺量相同条件下,随着水泥掺量的增加,水泥土试件的破坏应力和破坏应变均逐渐增大。     

掺砂水泥复合土力学性能研究

水泥复合土不同围压下的常规三轴试验和无侧限抗压强度试验结果表明:在水泥土中掺入一定量的砂,可以提高水泥土的无侧限抗压强度;在有围压作用的情况下,掺砂水泥复合土的偏应力—应变关系曲线有明显的峰值,偏应力—应变关系曲线属加工软化型,其残余强度和破坏应变随着围压的增大而增大。通过SEM电镜扫描照片,进一步从微观角度分析了水泥复合土的固化机理。     

加筋纤维膨胀土的试验研究

为了研究加筋纤维对膨胀土胀缩性及力学性能的影响,进行了大量的室内试验,研究了纤维的含量对膨胀土的胀缩性、压缩性、应力应变曲线及抗剪性的关系。研究表明：膨胀土的收缩性随纤维含量的增加而显著降低;纤维膨胀土的应力应变曲线随纤维含量的增加,破坏时的极限应变增大,破坏后的应力降大大减小;纤维膨胀土随纤维含量的增加,其内聚力增加而内摩擦角减小,当纤维含量增加到一定程度时,内摩擦角增大,而内聚力减小。     

城市污水处理厂不同性状污泥填埋工艺的试验研究

根据上海城市污水处理厂处理工艺和污泥的物理化学特性,将污泥分为生化污泥和化学污泥,提出了生化污泥与矿化垃圾混合填埋,化学污泥固化填埋两种污泥填埋工艺.研究表明,生化污泥与矿化垃圾按10:7的比例进行混合填埋可以达到污泥填埋的土力学要求,并可加速污泥厌氧产气反应和有机质的降解,缩短污泥稳定化的时间;污泥固化填埋采用一种新型的M1镁系胶凝固化剂,加入量为5%时,可以达到污泥的填埋要求,并对污泥中的重金属具有固化作用.     

不同期龄塑性混凝土力学性能试验研究

对养护期龄为7,14,28,90 d的塑性混凝土进行三轴压缩试验,实测不同围压状态下试件的应力-应变曲线及强度参数,分析不同养护期龄及试验围压对强度、应力-应变关系的影响。试验结果表明:塑性混凝土在低围压时表现出软化性,破坏偏应力与破坏应变较小,随着围压提高塑性混凝土应力应变曲线软化趋势减弱,并且随着围压的提高其破坏偏应力显著提高。塑性混凝土在不同围压下均表现出先剪缩后剪涨的特点,且随着围压升高其剪缩的趋势增大剪涨的趋势减小。双曲线模型参数K值随养护期龄的发展而增大,双曲线模型参数n、F、破坏比Rf值随养护期龄的发展而减小。相同养护期龄内塑性混凝土破坏偏应力随围压的增大而增大,相同围压下其破坏偏应力随养护期龄的发展而增大。凝聚力随期龄发展而增大,内摩擦角受养护期龄变化影响较小。     

水泥-水玻璃固化东湖淤泥的室内试验研究

为了探究处理武汉城中湖大量淤泥的方法,采用水泥与水玻璃(硅酸钠的水溶液)作为固化剂,从硅酸钠掺入比、水泥掺入比、龄期和应力-应变关系入手,对100多组具有不同水泥掺入比、硅酸钠掺入比的淤泥固化土试样进行了室内无侧限抗压强度试验。结果表明：硅酸钠对增强淤泥固化土的强度作用明显,最高可以达到同等条件下未掺硅酸钠时的3.6倍,水泥掺入比一定时,存在最佳硅酸钠掺入比;硅酸钠掺入比一定时,淤泥固化土强度随水泥掺入比的增大而增大;淤泥固化土强度与龄期呈近似线性关系;固化土的应力-应变曲线呈应变软化型,具有明显的应力峰值点,表现为脆性破坏。     

木质素固化疏浚土的压缩特性研究

为研究木质素固化疏浚土的压缩性状,对固化疏浚土进行了多组不同配比下的木质素固化土压缩试验。通过室内固结试验以及无侧限抗压试验,研究了木质素固化土以及木质素水泥双掺固化土的压缩性状,探讨了固化材料掺量、龄期等对固化土压缩特性的影响。试验结果表明:木质素固化土的最优掺量为10%,抗压强度可达到8.6 MPa。木质素固化疏浚土与水泥土类似,二者的压缩曲线都有一个明显的结构屈服点。当上部所加荷载未达到结构屈服应力时,固化土的压缩性很小,而当荷载超过结构屈服应力以后固化土的压缩量比未达到结构屈服应力之前增大了3倍。木质素水泥双掺固化土随着二者掺量的增加,抗压强度有显著的提升,25%木质素掺量的固化土水泥掺量从10%增加到30%后土体抗压强度增长了8.9倍,最为明显。研究结果可为实际工程中木质素固化土强度提供数据参考。     

硫酸盐含量对全固废材料固化盐渍土抗压强度的影响

为探讨硫酸盐含量对全固废材料固化盐渍土抗压强度及微观结构的影响,采用击实试验和无侧限抗压强度试验,并结合扫描电镜、EDS、X射线衍射和热重分析等微观测试结果,从固化盐渍土的火山灰反应产物及其数量等角度分析含盐量对固化盐渍土抗压强度变化的影响。结果表明:硫酸盐含量低于2.7%时,固化盐渍土抗压强度随含盐量的增加呈先增大后减小,抗压强度峰值对应的含盐量为1.8%;固化盐渍土的火山灰反应产物主要为C-S-H和AFt,硫酸盐含量从0.3%增至1.8%时,反应产物明显增多,致使固化土抗压强度增大;但当硫酸盐含量从1.8%增至2.7%时,膨胀性AFt将试件内部孔隙完全填充并产生胀裂破坏,造成抗压强度降低。研究成果为全固废材料固化硫酸盐渍土的工程应用奠定了基础,对环境保护也有积极贡献。     

水泥固化镍污染土的强度和微观结构特性研究

通过室内无侧限抗压强度试验和扫描电镜技术,对水泥固化稳定后的重金属镍污染土的强度特性和微观结构进行了研究。分析了不同镍离子浓度、水泥掺入量和龄期对水泥固化土强度特性的影响以及不同镍离子浓度水泥土微观结构的差异。研究结果表明：水泥固化镍污染土的强度随着龄期以及水泥掺入量的增长而提高,不同龄期的强度间大致呈线性关系。同时,分析了水泥固化镍污染土变形指标破坏应变以及E50的变化规律。随着镍离子浓度的增加,破坏应变增大,E50降低。得到了破坏应变、E50和无侧限抗压强度之间的相关关系。     

Re-evaluation and reconstruction of water purification system using soil. I. Assessment of soil as a sorbent of humic substances and phosphate ion.

The purpose of our study is to develop a treatment procedure for humic substances (HS hereafter) and phosphate ion in wastewater and environmental water by percolation of the water through a constructed soil layer at the hydraulic loading of a few metres per day. In the present work, batch sorption tests were conducted for more than 80 samples of soil, sludge, mineral and organic materials in order to find good sorbents for fulvic acid (FA hereafter) and phosphate ion. The results showed that the sorption of FA was high for some charcoal, and apatite and goethite minerals. Comparatively high sorption of FA was found for some Andosols and volcanic ash soil. Significant sorption of phosphate ion, on the other hand, was found for various types of soil, sludge from water treatment plants and some waste materials. The linear isotherm was obtained for the sorption of FA to a charcoal, apatite and goethite minerals, and Andosols.     

基于响应曲面法优化二灰滨海盐渍土的配合比设计

为了确定固化盐渍土的最优改良方案,应用响应曲面法优化了石灰与粉煤灰复合改良盐渍土的室内试验方案。通过室内试验,测试了改良后盐渍土的无侧限抗压强度值,应用Design-Expert8.0软件分别选取含盐量X_1、石灰掺量X_2、粉煤灰掺量X_3为试验因素,利用Box-Behnken响应曲面法进行试验设计,分析了含盐量、石灰和粉煤灰掺量对固化盐渍土无侧限抗压强度的影响,并确定了盐渍土的合理改良方案。结果表明,二灰固化盐渍土最优配比:含盐量X_1为3%,石灰掺量X_2为12%,粉煤灰掺量X_3为24%时,固化土的无侧限抗压强度指标达到最大,该模型预测值为0.784MPa,与实测值仅相差0.014 MPa。响应曲面法可以用于各类固化盐渍土改良方案的比选和研究,对滨海盐渍土的其他固化方法具有一定的参考价值。     

工业废料固化浅层淤泥质土研究

我国滨海地区广泛分布淤泥质土,对其开展固化研究具有重要意义。以工业废料为固化材料,开展了针对浅层淤泥质土的固化剂研究。首先根据各种工业废料的自身性质,选出粉煤灰、磷石膏、电石渣共3种常见的工业废料作为固化剂的主要成分;然后,再通过混料试验,分别得到3,7,28 d的无侧限抗压强度回归方程,并计算得到各龄期所对应的最优配比。最后得出固化剂各组分质量的最佳配比为粉煤灰∶磷石膏∶电石渣=21.6∶26.8∶51.6,该配比在水化物反应过程中的协调性良好,并将该配比下的固化剂命名为JX18。试验结果表明:经JX18固化处理后的淤泥质土在7 d后无侧限抗压强度达到413.6 kPa,满足大型机械上机施工要求。研究成果可为滨海地区淤泥质土的地基处理提供一定的理论指导。     

复合土壤胶结料的研制及在渠道防渗工程中的应用

选取了广西较为普遍的红土、砾石土、页岩、砂土作为固化对象,通过与复合土壤胶结料的固化试验,检测不同液塑限的物料改良前后的最大干密度、最佳含水量和CBR值, 并通过改变复合土壤胶结料的掺量和物料配比,分别进行了固化体的抗压强度、抗冻融、凝结时间和抗渗性试验,找出了复合土壤胶结料固化不同物料的一般规律.同时通过渠道防渗的工程实践探讨该材料的应用领域及施工工艺.     

滑带土含水率与力学参数关系试验研究

为研究降雨型滑坡滑带土力学性质的变化规律,通过三轴剪切试验,在不同含水率下对某滑坡滑带土的应力-应变关系、抗剪强度与变形模量以及强度指标进行了初步研究。研究表明,含水率对滑带应力-应变关系发展模式影响显著。当含水率小于塑限时,应力-应变关系的发展模式为弹性变形→应变硬化→出现峰值→应变软化,出现剪切破坏面;而当含水率大于塑限时,应力-应变关系发展模式基本上是应变硬化,出现鼓胀破坏。随含水率增大,滑带土抗剪强度降低,可分为3个阶段:塑限含水率以前,抗剪强度变化不明显;塑限含水率至17%(液限与塑限含水率的平均值附近)时,抗剪强度下降速率最大;随后变缓。随含水率增大,滑带土黏聚力降低,近似符合双线性关系。     

就地固化技术处理浅层软土的应用及机理研究

就地固化是近年来逐渐得到应用的浅层软土处理技术。通过室内及现场试验,对就地固化技术在河塘淤泥处理中的应用及加固机理进行了研究。结果表明,结合强力搅拌头对河塘淤泥进行的就地改良固化,可在改良后的淤泥顶部直接进行路基填筑等进一步工艺,实现了淤泥的就地资源化利用,同时减少了外弃土方和外借土方,有利于保护环境和节约造价。加固机理表明,强力搅拌头处理后的固化土中水泥分布相较于常规方法更加均匀,因此在相同的水泥掺量情况下,能得到更高的强度。