固化疏浚土宏-微观力学特性室内试验研究

以上海某沿海港域吹填场地的砂土和黏土为试验土料,通过掺入自制固化剂和WK-G1型固化剂在室内制备固化疏浚土试样,采用土力学直剪和压缩试验方法,着重分析了固化剂掺量和养护龄期对固化疏浚土试样抗剪强度与压缩变形特性的影响。此外,利用扫描电镜(Scanning Electron Microscope, SEM)从微观层面分析了固化疏浚土试样的结构特征,采用Image-Pro Plus(IPP)图像处理软件和自编MatLab程序,提取和分析与颗粒、孔隙及颗粒表面起伏相关的微观结构分维数,基于分形理论,探讨了固化过程中试样微观结构变化与宏观强度及变形特性的宏微观关联。试验结果表明:无论砂土还是黏土,试样压缩模量和抗剪强度均随固化剂掺量和养护龄期的增加呈现出非线性增长规律,在微观机制上,试样压缩模量和抗剪强度的提升与颗粒平均面积与平均半径的增加密切相关。     

固化剂固化疏浚土的渗透性与微观机理研究

用水泥和石灰等胶结剂及激发剂构成的固化剂对上海市横沙岛东滩的疏浚土进行改良,在不同养护龄期和固化剂掺量的条件下,用自配固化剂对岛区疏浚土进行了渗透试验。分析了固化疏浚土的渗透系数与固化剂掺量、养护龄期之间的关系, 得到了疏浚土渗透系数在不同固化剂掺入比和龄期下的变化规律。结果表明:固化疏浚土的渗透系数随固化剂掺量和龄期的增加而明显变小,但在同一龄期下,当固化剂掺量继续增加时,其渗透系数变化不大。并利用电镜扫描(SEM)对不同固化剂掺量和不同龄期下的固化疏浚土的微观结构进行观测,获得了疏浚土固化前后的微观结构SEM图,结合SEM图对疏浚土固化前后的微观结构变化做了定性的对比和分析,从固化疏浚土微观结构中发现固化疏浚土中含有水化硅酸钙(C-S-H)、氢氧化钙晶体、无定形文石、钙矾石等能够填充孔隙的胶结物,并从微观上解释了固化剂固化疏浚土的固化机理。     

固化疏浚泥室内渗透试验研究

为了研究固化疏浚泥的渗透特性,对不同养护条件、固化剂掺入量和龄期的固化疏浚泥进行了室内变水头渗透试验研究。结果表明:在养护条件一定时,固化疏浚泥的渗透系数随着固化剂掺入量和龄期的增大而减小;可用于工程防渗的最佳固化剂掺入量为6%~8%,而在固化剂中添加10%粉煤灰后的最佳固化剂掺入量为5%。试验结果对工程设计和施工具有重要的工程应用参考价值。     

固化淤泥土压缩特性分析

为研究固化剂种类与掺量对海相沉积淤泥固化效果的影响,以唐山南堡典型滨海沉积淤泥为研究对象,通过单掺固化压缩试验,结合粉煤灰废物利用问题,分析了水泥、生石灰及粉煤灰等不同固化剂及掺量对该淤泥固化后压缩特性的影响.结果显示:该淤泥在未固化前为高压缩性土,而在添加一定掺比的水泥、生石灰和粉煤灰并进行7d龄期养护后,淤泥试样的...     

强风化岩流态固化土压缩特性正交试验研究

随着西部大开发战略的快速实施,地下工程越来越多,为保护生态环境、降低工程造价,将开挖出的强风化岩进行破碎后,掺入一定比例的黄土、水泥、膨润土和泵送剂进行固化改良作为流态填筑材料。以西北地区某基坑回填工程为依托,通过正交设计,对不同配比的流态固化土进行压缩特性试验研究,得到各因素的最优配比,分析了强风化岩流态固化土压缩模量的影响因素及其显著性大小,并对强风化岩流态固化土的微观变化机理和水稳定性进行研究。结果表明：对压缩模量影响最显著的因素是泵送剂,其次是强风化岩粗骨料掺量;各因素掺量对压缩模量影响的主次顺序为：泵送剂→强风化岩粗骨料→膨润土→水泥→黄土→强风化岩细骨料;改良试样浸水后压缩模量随龄期增长,下降幅值逐渐减小,表明其水稳定性和整体性能显著提高;通过微观分析得到泵送剂掺量为0.4%时,试样胶结性能较好。研究结果对评价强风化岩作为流态填筑材料可行性具有一定的参考价值。     

新型固化法处理疏浚淤泥土的试验研究

河道清淤与疏浚工程中,常因疏浚淤泥的集中堆置而形成大面积的堆场,基于软土地基处理常用的固化法对疏浚淤泥堆场进行地基处理.固化剂由水泥、粉煤灰、石灰等固化材料根据一定比例调配而成,通过室内固化剂配合比试验,确定了经济适用的最佳固化剂配比和用量.并采用引进的新型固化设备开展了现场试验研究,根据固化处理深度的不同将试验区分为...     

工业废渣协同水泥固化淤泥压缩特性

为实现绿色环保宗旨,推动工业废渣利用,通过高炉矿渣、粉煤灰和电石渣等工业废渣协同水泥固化淤泥的一维固结和扫描电镜试验,研究了工业废渣种类、掺量和养护龄期对压缩特性的影响,探讨了微观作用机制。结果表明：工业废渣协同水泥固化淤泥对压缩性能提升作用明显。随工业废渣掺量增加,固化土孔隙比和压缩量逐渐减小,屈服应力逐渐增大;电石渣协同水泥固化土压缩性能逐渐增大,粉煤灰和高炉矿渣协同水泥固化土表现出先增加后减小的规律,最佳掺量与工业废渣种类有关;扫描电镜试验表明胶结和填充作用是改善压缩性能的主要原因;最后,基于有界函数建立了固化淤泥的压缩量预测模型,拟合效果优异,可为后续施工和研究提供参考。     

疏浚土的综合利用分析

随着我国沿海、沿江各地涉水经济的迅速开发建设,产生了数量巨大的疏浚土,如何进一步综合开发利用疏浚土,实现经济可持续发展,结合本公司近几年在疏浚吹填方面对疏浚土的处置方法,探讨了目前疏浚土的综合利用方式。     

土体固化/稳定技术与固化土性质研究综述

土体固化/稳定技术已广泛应用于岩土工程建设中.本文综述了当前国内外典型土体(滩涂淤泥及滨海软土、盐渍土、膨胀土、粉质黏土和粉砂土、湿陷性黄土和沙漠风积沙等)的固化/稳定方面的研究成果与进展,主要包括土体固化剂选取与配置、固化机理、固化土性质、固化土本构模型及其强度预测等,指出了今后土体固化/稳定技术与固化土性质研究的主要趋势.     

航道疏浚淤泥管中固化处理试验研究

基于管中气动输送固化土技术,研制了一套柱塞式管中混合固化试验系统,开展固化剂配制、管道方案设计和试验研究。以水泥、粉煤灰和生石灰作为三掺固化剂配料,水泥用量在3%~5%,可降低成本,提高固化效果。柱塞式管中固化系统以疏浚泥含水率调整装置、压缩空气输入和固化剂注入装置为主要组成部分。在固化剂注入处将输泥管直径扩大1倍作为混合区,根据CFD数值仿真确定混合区的长径比为5.8∶1。通过调整三部分的输入压力,可获得较好的混合效果,有效通过输泥管道输送固化土。该试验系统适合于大体积量固化土制备、输送和高效的处理,可为我国疏浚淤泥的处理提供参考。     

基于核磁共振技术的疏浚淤泥固化土孔隙水含量及分布研究

为研究疏浚淤泥固化土中孔隙水的含量及分布规律,利用低场质子核磁共振技术探测疏浚淤泥固化土的横向弛豫时间T₂分布曲线。结果表明各水泥掺量下淤泥固化土样品的弛豫时间分布只有一个主峰,峰面积随着养护龄期的增长和水泥掺量的增大均逐渐减小,孔隙水的含量逐渐减小,并且孔隙水的减少首先是从大孔隙水分开始的,龄期的主要作用是减小大孔隙里的水分含量,而水泥不仅有利于大孔隙水分含量的减小,也有利于小孔隙水分含量的减小;随着养护龄期的增长和水泥掺量的增大,淤泥固化土的T₂分布范围变窄,分布趋向于短弛豫时间,孔隙水逐渐分布在较小的孔隙中;加权平均T₂弛豫时间随着龄期的增长先快速下降,7 d后下降的速率逐渐减小,固化土T₂总核磁信号幅值随养护龄期的变化总体呈减小趋势,速度超过7 d后减慢,这是因为淤泥固化土内部的化学反应使得水分被消耗或转化成了矿物水。研究表明核磁共振技术能较好地呈现淤泥固化过程中孔隙水含量及分布的变化规律。     

二灰土的压缩特性研究

为研究二灰土的压缩特性,采用室内压缩试验方法,分析最优含水率、压实度对压缩性的影响。结果表明,试样最优含水率＋2％时,压实度在95．5％时压缩系数发生拐点,压缩模量在土体压实度增大过程中存在极值。由此可以得出结论,最优含水率附近,二灰土的压缩性随压实度的增加而存在拐点。研究结果可作为工程建设参考依据。     

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。     

碱激发地聚物固化盐渍土微观结构研究

碱激发地聚物胶凝材料能够有效固化硫酸盐渍土的根本机理在于改善固化土的微观结构。通过对比试验研究水玻璃、石灰粉煤灰和水玻璃石灰粉煤灰固化盐渍土的无侧限抗压强度和微观结构,阐述了水玻璃碱激发粉煤灰地聚物固化盐渍土微观结构效应。试验结果表明:石灰粉煤灰能够改善盐渍土颗粒级配,缩小孔径范围,降低孔隙体积,进而提高抗压强度;水玻璃能够胶结土颗粒成为团聚体,减小孔隙率和孔隙体积,其抗压强度受浓度影响较大;水玻璃石灰粉煤灰的孔隙特征不是最佳,但由于碱激发地聚物生成的水化凝胶物质填充了粒间孔隙,改善了颗粒胶结状况,抗压强度最高;碱激发地聚物固化盐渍土效果受碱激发反应程度的影响,反应程度越高,固化效果越好。     

水泥-粉煤灰-脱硫石膏固化铅污染土强度特性及预测方法

为了研究复合水泥材料固化铅污染土的强度特性,采用水泥、粉煤灰与脱硫石膏混合形成的固化剂(CFG)对铅污染土进行固化处理,基于正交试验的方法进行无侧限抗压强度测试,研究铅离子浓度与CFG掺量对土体强度特性的影响规律。结果表明:固化土的抗压强度随CFG掺量增加而增大,随铅离子浓度增加而降低;养护7 d前铅离子浓度和固化剂掺量对土体抗压强度的影响,前者大于后者,而7 d后后者大于前者;在3,7 d时2种因素对于土体的强度的影响均较小,在14 d时该影响大幅提升,到28 d时影响特别显著。结合试验成果,提出了基于养护龄期和CFG掺量的强度预测公式,研究成果可供从事铅污染土修复工作的科研人员参考。     

腐殖酸对污泥固化土长期强度的劣化效应

研究腐殖酸对污泥固化土长期强度的影响具有重要意义。对有机质含量较低的污泥分别添加0.5%,1.5%,3%,4.5%,6%的腐殖酸,基于水泥、偏高岭土、石灰等固化剂进行固化,得到标准养护状态下240 d污泥固化土的抗弯强度、应力-应变关系及破坏应变的发展规律。研究结果表明:在外加腐殖酸和污泥固有有机质缓释腐殖酸的协同作用下,固化土初期抗弯强度急剧增加,随后有不同程度的降低;腐殖酸添加量从0.5%到6%,各龄期固化土抗弯强度几乎都有一定程度劣化,固化作用和腐殖酸侵蚀作用平衡点由180 d提前到60 d;高含量腐殖酸固化土的破坏模式呈“塑性→脆性→偏塑性”变化规律,腐殖酸含量越大,塑性破坏作用越明显。     

滨海淤泥固化土的动模量与阻尼比特性研究

采用海洋淤泥与固化剂混合形成的固化土对地基工程进行处理,相比于回填土、开山石作为地基材料要更加经济,淤泥固化土可广泛用于道路、堤防、填海造地等工程领域。通过对大连金州湾海域海洋淤泥土进行不同掺入比（８％、１０％、１２％）的固化处理,采用动三轴试验对不同（掺入比、围压）条件下的固化土进行动力特性试验。结果表明:当固结应力与动剪应变值不变时,固化土的动剪模量随着掺入比的增大而增大,阻尼比减小;当动剪应变小于临界值１０－３时,动剪模量减小的速率较小,阻尼比增长曲线缓慢,当动剪应变大于１０－３时,模量值衰减速率增大,而阻尼比增长变快;当固化剂的掺入比大于１０％时,固结应力的增大对固化土动模量的影响稍有减弱。     

金坪子滑坡Ⅱ区千枚岩碎屑土滑带土工程特性研究

通过对金坪子滑坡Ⅱ区千枚岩碎屑土滑带土的室内试验,分析含水率对滑带土剪切强度的影响规律。这对研究滑带土的工程特性,分析滑坡及滑动带的强度具有重要意义。研究表明:该滑带土伊利石含量较高,强度受水影响较大;三轴剪切破坏后没有明显的剪切面;应力应变曲线总体上表现为硬化型,且呈现出明显的非线性;滑带土粘聚力c和内摩擦角φ与含水率均成线性关系,随着含水率的增大,粘聚力c和内摩擦角φ都是是线性减小的,并通过线性回归计算得出了抗剪强度随含水率的线性关系式。更多还原     

结构性软黏土一维压缩变形特性的数学描述

为了研究结构性软黏土一维压缩变形特性的影响,在软黏土一维压缩结构破坏特征的基础上,揭示了压缩指数随孔隙比的变化规律,提出了土体结构渐进破坏的数学描述模式;基于上述描述模式,首先推导了一维压缩曲线的数学表达式,分析了结构效应参数对压缩曲线性状的影响规律;然后利用10种典型结构性软黏土的一维压缩试验结果对数学描述模式进行了验证,并以Mexico City clay为例,将描述模式和其他6种常用描述模式的模拟效果进了对比分析;最后分析了软黏土结构效应参数随(w-w_P)的变化规律,通过线性回归得出了结构效应参数的经验关系式。研究结果表明提出的描述模式能较准确地描述一维条件下结构性软黏土的压缩变形的结构破坏特征。成果为建立结构性软黏土的本构模型提供了一定的理论基础,也为进一步研究结构性软黏土的变形特性提出了新的思路。     

非饱和高液限土土-水特性试验研究

为研究非饱和高液限土土-水特性及其不同条件下土-水特性试验的适用性,分别采用滤纸法、非饱和土固结仪法和现场试验法对公路边坡工程中非饱和高液限土进行测量土-水特征曲线的试验研究。结果表明:滤纸法测得的土-水特征曲线与室内方法存在差距,大部分在室内测得土-水特征曲线的回滞圈内,对曲线进行拟合得到含水率与基质吸力对数呈线性关系;室内非饱和土固结仪法试验得到的土-水特征曲线出现滞回效应,曲线利用VG模型可较好地拟合;现场监测得到的土-水特征曲线(SWCC)与室内试验方法的结果存在差距,但大部分在吸湿曲线和脱湿曲线之间,更接近吸湿曲线,曲线受土体上覆应力影响,上覆应力越大曲线越陡,且基质吸力与含水率成负相关,二者不存在滞后现象,曲线可利用线性函数较好地拟合。