环境岩土工程研究进展

该文总结了近年来国内外环境岩土工程领域的研究进展,主要包括：①环境岩土工程调查与评价方法。重点介绍了电阻率静力触探探头、与静力触探结合的传感器薄膜界面探头、光纤光学化学传感器、X荧光分析仪等在场地污染物分布和污染程度识别技术;综述了土工离心技术应用于土体及地下水中污染物运移,及污染场地修复的研究现状;总结了污染场地分类方法和风险评价模型。②城市固体废物填埋技术。介绍了固废填埋场多场相互作用的主要耦合模型理论,总结了固废生化反应-骨架变形-水气运移-溶质迁移模型及应用;提出了填埋场污防污屏障服役寿命的定量评价方法。③工业固体废弃物资源化再利用技术。介绍了废弃电石渣和木质素加固过湿土、粉土路基的性能和工程应用;总结了固化污泥和淤泥技术的研究现状。④工业污染地基处理技术。总结了工业污染场地主要修复技术;介绍了固化污染土稳定技术、新型固化剂和稳定剂的研发进展;总结了常见竖向隔离墙技术,介绍了土-膨润土系竖向隔离墙长期防渗防污性能的研究进展;介绍了曝气法处理有机污染地下水技术的研究进展。     

适宜降解条件下填埋场的沉降模型及案例分析

填埋场的沉降和容量分析对其填埋期及封场后的运营有着重要意义。综合比较了不同的填埋场沉降分析模型,总结了各种填埋体压缩试验和现场沉降监测结果。如果生物降解被抑制,蠕变引起的压缩量相对较小,大部分力学压缩将在较短时间内完成;完善并改进了生物降解压缩模型,并通过案例分析与现场孔隙比沿深度的变化进行了比较。该模型能用于描述常压力下的试样压缩,也能分析分层堆填填埋场的容量分析和封场后沉降,尤其适用于降解条件适宜的情况。模型中采用的参数可以通过压缩试验或反分析沉降资料的方法获得。通过案例分析发现,改善填埋期间填埋体的降解条件能够有效地提高填埋场的容量,减少封场后沉降的潜力。如果不考虑填埋过程、填埋高度、初始有机质含量、填埋场降解条件,即使有了一定的沉降观测资料,单纯采用经验公式去分析封场后沉降也并不合理。     

考虑基桩影响的粉砂地基深基坑流砂模型试验研究

采用自制的基坑工程渗流、渗透破坏模型试验装置,通过对水头与土体变形的观测,研究均质砂土与粉土地基基坑工程中考虑基桩影响的渗透破坏问题,揭示基坑工程土体渗透破坏模式.结合有限元数值模拟分析,从土体应力状态改变的角度研究基坑工程的渗透破坏机制,并分析基桩对土体渗透破坏的影响以及渗流对基桩受力变形的影响.研究成果表明,受渗透力的作用,围护结构底部土体首先进入塑性状态,当坑内土体形成贯通的塑性区时,即发生渗透破坏.在均质地基中,其模式为楔形体破坏.受黏聚力的影响,粉土破坏时的水头差较砂土大,同时基桩的影响也会增大破坏时的水头差.     

工程渣土的工程特性及矿坑填埋场的工后沉降和容量分析

为了研究工程渣土的物理力学特性,并提出增加矿坑填埋场容量利用率和减少工后沉降的填埋方法,对堆填年限为5 a、处于积水填埋工况的湖州德清花山填埋场进行调查研究. 通过原位测试及室内试验发现,工程渣土成分复杂,具有低渗透性、高压缩性、抗剪强度随水的质量分数增加而减小等工程特性,矿坑填埋场压实度低,地基承载力低,土体大多处于饱和状态,固结缓慢. 利用LANDFILL程序对填埋场进行沉降与容量分析,发现在积水填埋工况下,矿坑容量利用率低,且工后沉降大,不适合直接用作农业用地或建设用地;在不积水填埋条件下进行工程渣土回填或降低地下水位能大幅度提高矿坑容量,并有效减少工后沉降. 研究结果为填埋场安全及容量设计、地基处理和地下建筑物施工提供了优化方向、理论依据和数据参考.     

水位升降对库区非饱和土质岸坡稳定性的影响

针对传统的饱和土理论在分析库岸边坡渗流和稳定问题中存在的不足,以非饱和 饱和渗流分析程序模拟水位升降过程中岸坡内孔压场（包括浸润线以上的基质吸力场）.在此基础上,考虑基质吸力对抗剪强度的贡献及其对安全系数的影响,进行了边坡稳定的极限平衡分析,并对影响岸坡渗流场的主要水力参数进行了敏感性分析.分析结果表明,坡外水位升降时,坡内浸润线及其上的基质吸力场发生显著变化,进而影响岸坡稳定;水位升降过程中,岸坡安全系数的变化规律非常复杂,坡内孔隙水压力、坡外水推力和土体容重对稳定安全系数的贡献规律随水位变化而变化;土体的渗透性能和土 水特征曲线的斜率显著影响了水位升降过程中岸坡稳定安全系数的变化规律.     

钱二块铀矿地浸采铀离子交换法防堵技术研究

钱二块铀矿岩性为高碳酸盐、富含黏土矿物的低渗透砂岩型,在地浸采铀过程中经常发生地层堵塞现象.根据地浸采铀的机理,针对钱二块采铀的注液特点,选用001×7阳离子交换树脂脱除采铀注液中可与CO2-3和HCO-3结合而形成沉淀的主要阳离子Mg2+和Ca2+,从而避免了MgCO3和CaCO3沉淀的生成.试验结果表明,该技术效果良好,可以达到地浸铀矿层防堵的目的.     

城市生活垃圾降解压缩试验仪研制及应用

为了研究城市生活垃圾降解与填埋场沉降关系问题,研制了一台垃圾降解压缩试验仪。该仪器具有温度控制、渗滤液回灌、加压、气体和液体收集等功能。5kg垃圾试样装入直径为190mm的土样室(试样初始高度为320mm),在150kPa压力下进行一维降解压缩试验。试验检验了温度、回灌、气压等因素对降解速率的影响程度。试验结果表明,温度是影响降解的主要因素,回灌能加快产气速率,在400kPa的气压下(绝对气压),降解仍能继续进行。在温度为41℃和回灌的条件下,6个月后降解已基本完成;气相色谱/质谱分析结果表明,气体组分主要为CH4、CO2和H2O。降解完成后,总的变形量为142mm,其中主压缩变形量为65mm,次压缩变形量为77mm。提出了在填埋场沉降计算时考虑气压影响的必要性。     

压实钢渣-膨润土覆盖防渗材料试验研究

为了实现钢渣在工业固废堆场覆盖层中的应用，采用膨润土改良钢渣的防渗性. 通过柔性壁渗透试验，测量压实钢渣-膨润土混合材料的饱和渗透系数k_s. 结合压汞法、X射线衍射和扫描电镜技术，分别观察试样的孔隙分布、蒙脱石矿物层间距和矿物形态，从微观尺度分析k_s的影响机理. 提出满足防渗层渗透性要求(k_s≤10^?9 m/s)的配方与制备方法. 结果表明，膨润土预水化处理使试样的k_s降低至未处理试样的1/2. 改良钢渣级配后，钢渣颗粒间的大孔隙比例降低，使试样的k_s降低至不良级配试样的1/5. 钢渣掺和怀俄明膨润土试样的k_s和孔隙分布与掺和钠化钙基膨润土试样的相似. 钢渣的高盐浸出液使蒙脱石层间距增大、结合水减少，对膨润土的渗透溶胀起抑制作用；钢渣水洗处理可以缓解该抑制作用，减少蒙脱石团簇的产生，使试样的k_s降低至未处理试样的1/10.     

土工膜/土工织物界面大型斜坡模型试验研究

复合衬垫系统广泛应用于垃圾卫生填埋场,是防止渗沥液污染物渗漏扩散的重要屏障。在垃圾重力及沉降作用下易造成斜坡上复合衬垫系统拉伸破坏或沿其界面产生滑移而失稳。目前,由于缺乏对复合衬垫系统内部剪力传递机理的认识,仍难完全解决以上两大岩土工程问题。因此,设计并采用复合衬垫系统大型斜坡模型试验装置开展了其内部剪力传递机理的研究。该装置通过砂袋加载模拟填埋过程,采用手拉葫芦为核心的滑移控制系统再现了土工膜/土工织物界面的渐进累积破坏过程。试验结果表明：当外部剪力小于峰值强度时,界面不会进入残余状态,上覆的土工合成材料锚固端的拉力也非常小;但当外部剪力超过界面峰值强度时,界面就会逐渐进入残余状态,并最终达到残余强度。同时,薄弱界面上覆的土工合成材料锚固端的拉力也显著增加,严重时甚至被完全拉断。