一种固化河湖底泥重金属的改良方法

重金属在河湖底泥中的积聚已成为我国的一大环境问题,通过及时妥善的技术处理,可以避免重金属对环境的二次污染。基于生石灰降低底泥含水量,锯末灰初步固化,采用水泥和矿粉+水泥2种方式对生石灰-锯末灰固化后的污泥进一步固化的方法,对天津西青区某河流污染底泥开展试验。基于原子吸收分光法对试验样品进行重金属浸出浓度分析,比较水泥和矿粉+水泥固化2种方法的固化效果。研究表明,当生石灰掺入比为9%,养护2 d 时,污泥的含水率明显降低。锯末灰掺入比10% 、水泥掺入比20%、矿粉换掺水泥40%时,底泥中的 Ni²⁺ 、 Hg²⁺ 、 Pb²⁺ 、 Cd²⁺ 4种超标重金属浸出浓度分别降低71.61%、84.85%、58.49%、77.78%,均满足相关技术规范要求。为检验固化土的种植效果,选用牛筋草和牛繁缕2种植物进行室内60 d种植试验,发现2种植物的光合作用、根部发育、生长速度都很正常。结果表明生石灰掺入比9%、锯末灰掺入比10%、水泥掺入比20%、矿粉换掺水泥40%的固化方案得到的固化土可用于绿化种植。     

土的电阻率与饱和度的关系研究

采用自制的绝缘模型进行砂土、黄土、黏土的室内电阻率和饱和度的试验.分析数据可知,三种土样的共同点是：电阻率随着饱和度的增大,幂函数关系减小;当土样接近饱和时,电阻率趋于稳定.不同点是：在干密度和饱和度相同时,砂土的电阻率最大,黏土的电阻率最小;砂土的电阻率对饱和度变化的敏感性强于黄土和黏土.本试验揭示了砂土、黄土、黏土的电阻率与饱和度的关系,为使用电测法测量土工参数提供了理论依据.     

膨胀混凝土灌注桩的受力分析

膨胀混凝土灌注桩是一种近年来发展起来的新型成桩方式。本文首先利用弹性理论否定了其承载力提高是单纯由于摩擦力提高的简单解释，然后以试验数据为基础，从三个方面分析了承载力提高的原因：蠕变、固结过程的缩短能加速桩周土承载力的提高；按极限荷载的定义，桩长伸长能充分发挥桩身承载力和桩底承载力；桩端土强度、刚度的提高对桩侧阻力在桩端有明显的增强效应，并对膨胀混凝土灌注桩的设计和施工提出了建议。     

尖点突变模型描述土应力应变特性的可行性

根据尖点突变模型的基本方程和土的应力一应变关系特点，通过坐标变换导出了在三轴条件下以轴应变、孔隙比和广义剪应力表示的土本构方程表达式。表达式中只有3个参数，可以通过统计方法由三轴试验数据得到。与Duncan-Chang模型和砂土及粘土的实测数据进行比较后得出结论：该模型是有效的。     

基于广义Mises条件的地基塑性区的确定

在假设土的侧压力系数随倾角线性变化的情况下，利用广义Mises条件和理想弹塑性理论导出了均质地基在条形荷载作用下塑性区发展的控制方程组，编制了求解程序。算例结果表明，由该法得出的塑性区与由Mohr—Coulomb极限平衡理论法得出的塑性区差别较大，塑性区在较小荷载作用下就已经出现；且在荷载增加时主要向下发展，两侧塑性区连为一体的趋势不明显。分析原因主要是由于所用的广义Mises屈服条件内切于Mohr—Coulomb准则的缘故。考虑了中间主应力的作用和侧压力系数沿倾角的变化．因此理论上更切合实际。     

三维应力计的工作原理及误差分析

常规应力状态由3个正应力和3个剪应力共6个分量组成,因此,确定一点的应力状态至少需要6个单向应力计。基于三维应力状态理论,以单向应力计或压力计为基本元件,设计了一种能测试受力体内部三维应力状态的装置。该测试装置由6个单向应力计组成,且应力计的轴线构成四面体的6个棱。考虑测试装置对稳定性、合理性、便利性等技术要求,该四面体的形状可以设计为正四面体和由正方体截取的正三棱锥。根据某一方向上正应力与常规应力状态表示方法中6个应力分量之间的关系,建立了三维应力计各分量与常规应力分量之间的映射关系,并进一步导出了由三维应力计计算常规应力状态的方法及产生误差的原因。     

膨胀混凝土灌注桩的受力分析

膨胀混凝土灌注桩是一种近年来发展起来的新型成桩方式。本文首先利用弹性理论否定了其承载力提高是单纯由于摩擦力提高的简单解释,然后以试验数据为基础,从三个方面分析了承载力提高的原因:蠕变、固结过程的缩短能加速桩周土承载力的提高;按极限荷载的定义,桩长伸长能充分发挥桩身承载力和桩底承载力;桩端土强度、刚度的提高对桩侧阻力在桩端有明显的增强效应,并对膨胀混凝土灌注桩的设计和施工提出了建议。     

黏土微结构参数的相关分析和主成分分析

将统计学中的相关分析和主成分分析方法引入到对土微结构参数的研究之中,并给出了具体分析方法。从而不仅可以消除不同微结构参数在反映土体内部机理方面存在的"部分信息重复"现象,而且可以大大降低微结构参数的维数。根据对累积贡献率的要求不同,可以用不同数目的主成分近似表达所有微结构参数携带的大部分信息,这使得微结构参数的广泛应用成为可能。降维得到的主成分指标,可以用来建立本构方程、强度准则等土力学关系,以反映土微结构特征与宏观力学现象之间的固有联系;并可以利用建立的关系研究土微结构再造过程。对由64幅SEM照片组成的黏土样本进行的域微结构分析表明,微结构参数之间存在明显的"信息重复"现象,2个主成分就可以反映6个原始微结构参数95.28%的信息,从而达到了降维目的。     

砂石渗井在黏土地区海绵城市建设中的应用

随着社会和经济的发展,建筑物、硬化路面等不透水结构逐渐取代了大量原始天然地面,从而造成了雨水入渗面积的迅速减少和由此引起的严重城市内涝。为解决我国水资源短缺和城市季节性洪水的双重危害,提供了一种以砂石等渗透性强的粗骨料作为内置材料的黏土地层竖向增强体渗透装置。当出现强降雨时,地表径流将汇流于密布的砂石渗井中,然后沿井壁向四周的土层中渗流。由于井壁的面积远远大于井口的面积,且一般情况下黏土的水平渗透性大于其竖向渗透性,因而砂石渗井能大大增大雨水的下渗速度。进行了填充料和岩土介质的渗透测试以及在此基础上的单井和群井现场原位试验和相应的数值模拟。结果表明:该装置经济、施工简单、效果明显,是一种环境友好型低影响海绵城市建设方法,为黏土地区海绵城市建设提供了一条有效途径。     

Excel在冻土力学指标分析中的应用

影响冻土力学性能的因素包括含水量、温度以及加载速率等,且因素间可能存在较强的交互作用。为了区分各因素对冻土力学性能影响的主次以及评估因素间的交互作用,利用Excel软件强大的数理统计功能和良好的可视化界面,制作了能自动分析各因素主次性和交互作用的数据分析模板,从而实现了设计与数据分析的动态可视化。该模板可以用来处理考虑交互作用的3因素3水平试验数据。通过该模板,不但能够节省计算工作量,而且能方便找出影响试验指标的主要因素,并能方便地得出交互作用效应。