南水北调东线疏浚淤泥固化力学性质试验研究

为了处理南水北调东线工程中产生的大量疏浚淤泥,采用固化方法对其进行改良,进行了室内试验研究。结果表明,添加水泥处理高含水率疏浚淤泥时,淤泥固化土强度受初始含水率影响较大,且影响淤泥固化土的强度因素包括：水泥掺量、水泥强度等级、龄期等因素;淤泥掺加不同强度等级而形成的淤泥固化土无侧限抗压强度随水泥用量增大而增大,随龄期的增长而增长;龄期对淤泥固化土无侧限抗压强度的提高比水泥掺量的影响更为显著;运用52.5等级普通硅酸盐较32.5等级普通硅酸盐水泥固化后对强度提升效果较为显著。     

河道疏浚淤泥固化技术研究

近年来我国河道疏浚大量开展,河道疏浚淤泥固化问题亟待解决。为研究水泥以及水泥和粉煤灰共同作用对河道淤泥固化的效果,为经济有效地对河道淤泥进行固化,特对固化淤泥进行单轴抗压强度试验。结果表明,固化淤泥强度与水泥掺量呈线性关系,与龄期呈对数关系,随水泥掺量和龄期增大,固化淤泥强度越高;由于粉煤灰主要与水泥水化物反应,故粉煤灰对水泥固化淤泥前期强度影响不大,对后期强度有较大提升。     

疏浚淤泥与焚烧底灰混合固化方法的试验研究

针对疏浚泥黏粒含量多、含水率高、强度低等特性,利用生活垃圾焚烧底灰的骨架作用、吸水性能及火山灰活性将其掺加到疏浚淤泥中,以水泥为固化剂,开展固化试验研究。首先对焚烧底灰和疏浚淤泥的理化特性进行了测试和研究,分析了焚烧底灰掺量对疏浚淤泥颗粒级配的改善效果及减水效果。通过不同焚烧底灰掺量的混合料的击实试验及直剪实验,确定了焚烧底灰与疏浚淤泥的最佳配合比为3∶7,此时混合料击实密度最大,减容效果最好。对不同初始含水率的疏浚淤泥采用不同掺量的水泥开展固化配方试验,测试了7~28 d龄期的固化淤泥的抗压强度。测试结果表明:对于初始含水率50%~70%的疏浚淤泥,4%水泥掺量及30%焚烧底灰掺量的固化淤泥抗压强度大于无侧限抗压强度,满足填土材料的强度要求。以水泥为固化剂的焚烧底灰和疏浚泥混合固化技术具有较好的技术和经济可行性,有望应用于工程实践。     

基于离心机法研究固化淤泥的土水特征曲线

为了研究疏浚淤泥固化处理后作为土工材料时保持水分的能力,利用离心机法快速量测了不同水泥掺量及龄期下固化淤泥的土水特征曲线,提出了修正后的吸力计算公式,试验结果表明:水泥的掺入使得淤泥中低势能的自由水转化到水泥水化产物中,随水泥掺量的增大,固化淤泥的持水能力不断增强;养护龄期越长,水泥水化反应越充分,固化淤泥进气值增大,土水特征曲线排水阶段的斜率减小,28 d与56 d的进气值差别不大,说明龄期对固化淤泥土水特征曲线的影响逐渐趋于稳定。     

固化淤泥持水特性的微观机理研究

对不同初始含水率和水泥掺量的淤泥进行固化处理,采用滤纸法量测定固化淤泥的持水曲线,结合压汞法和模型预测分析其孔径分布曲线,研究固化淤泥持水特性的微观机理。结果表明:固化淤泥持水特性受水泥掺量和初始含水率的影响,微观孔径分布曲线为单峰,最可几孔径随着水泥掺量的增加而减小,可作为刻画孔径分布变化情况的理想参数。固化淤泥干燥过程中不发生收缩或收缩较小时,据模型预测得出的孔径分布曲线与实测曲线吻合较好;若发生明显收缩,预测得出的孔径分布曲线较实测曲线偏右。     

固化淤泥持水特性试验

为了研究固化淤泥的持水特性,采用离心试验获得土水特征曲线,分析水泥掺量和龄期对固化淤泥持水特性的影响。试验结果表明:固化淤泥的进气值随着水泥掺量和龄期的增加而增大;干燥率随着水泥掺量和龄期的增大而减小;水化产物的胶结与填充作用改变了淤泥孔隙结构,增强了固化淤泥的持水特性,减小了渗透系数,能够有效地阻止重金属的迁移,从而避免对环境造成二次污染。     

水泥固化淤泥无侧限抗压强度试验研究

为研究初始含水率和水泥掺量对水泥固化淤泥无侧限抗压强度的影响,对龄期为28天,初始含水率为100%、150%和200%,水泥掺量为2%、3%、4%、5%和6%共15组水泥固化淤泥试样进行无侧限抗压强度试验。试验结果表明,随初始含水率增大,单位体积水化产物减少,难以形成整体强度,水泥固化淤泥无侧限抗压强度降低;随水泥掺量增大,水泥水化物胶结填充淤泥土颗粒作用越明显,水泥固化淤泥无侧限抗压强度增大。     

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。     

生活垃圾焚烧底灰在疏浚淤泥固化中的应用

针对生活垃圾焚烧底灰和疏浚淤泥处置难的问题,提出将焚烧底灰作为骨架材料与疏浚淤泥混合固化的处理技术。分别以石灰、石膏、水泥为固化剂开展淤泥—焚烧底灰混合固化试验,通过无侧限抗压强度及耐水性测试,研究各固化剂的固化效果。结果发现:焚烧底灰对淤泥固化具有良好的促进作用;水泥的固化效果最好,掺量仅为4%的固化土7 d无侧限抗压强度可达到400 k Pa,且耐水性较好,满足填土要求,具有推广价值。     

水泥固化东湖淤泥的工程性质试验研究

利用将水泥、化学固化剂和机械力脱水三种方法相结合的方式对东湖淤泥进行固化处理,通过界限含水率、强度试验(包括CBR和直剪试验)以及渗透试验研究了在使用水泥固化过程中水泥掺量、养护龄期以及压实度对固化土工程性质的影响。结果发现:仅使用化学固化剂和机械脱水固化处理后的淤泥属于高液限粉土,CBR强度低,不能满足路基填料的要求。使用水泥能够有效提高一次改性固化土的CBR强度和直剪黏聚力,养护龄期对CBR强度影响很小,而水泥掺量、养护龄期和压实度对内摩擦角的影响均不大。此外,在水泥掺量从0%增大到8%的过程中,渗透系数呈现出先增大后减小的趋势,在水泥掺量为2%时达到最大值。综合分析,在水泥二次改性过程中,为符合路基填筑要求,水泥掺量宜为8%,压实度宜大于92%。     

河湖生态清淤及淤泥固化一体化技术应用研究

淤泥固化是资源化处理的有效方法，河湖淤泥含水率高，强度低，含有有机质及污染物。目前以水泥为固化剂或者以水泥为主要成分的复合固化剂在河湖淤泥处理中使用较为普遍，但问题是能源消耗大、环境污染严重，而且固化土适应性差。生态清淤及淤泥固化一体化技术是一种环境友好型淤泥疏浚方法。工程案例证明，其专用固化剂能加快高含水率淤泥固化速度，能有效去除污染物，固化土能作为土工或建筑材料进行再生利用。     

基于压汞法的水泥固化淤泥持水特性研究

为深入探究固化淤泥的持水特性,通过试验量测不同初始含水率和水泥添加量下固化淤泥的土水特征曲线,基于压汞试验获得其孔径分布曲线,分析固化淤泥的持水特性并据其孔径分布预测了土水特征曲线。结果表明:同一初始含水率条件下固化淤泥的持水能力随水泥添加量的增加而增强,相同水泥添加量下其持水能力随初始含水率的增加而减弱;固化淤泥的孔径分布曲线呈单峰,若其在干燥过程中不发生收缩或收缩较小,则据孔径分布预测的土水特征曲线与实测曲线吻合较好,否则,预测的土水特征曲线高于实测曲线。     

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。     

疏浚泥固化过程中水分量的变化与 强度关系研究

采用计算含水率来表示固化疏浚泥中由于水泥反应引起的真实含水率变化,通过对7 d和28 d龄期水泥固化疏浚泥的含水率和无侧限抗压强度测定研究,发现固化疏浚泥无侧限抗压强度、计算含水率及其变化量均与水泥量之间存在良好的线性关系。因此,在工程应用中可以用计算含水率的变化量来推测固化疏浚泥的无侧限抗压强度     

原位固化设备在东引运河淤泥安全处置工程中的应用

通过分析东莞市东引运河（职教城段）清淤疏浚工程的任务、清淤量及清淤方式,介绍了原位固化设备的工作原理及优缺点,提出了固化材料的组成及添加量,解决了河道淤泥中重金属等污染物的安全处置问题,并使淤泥转化为填土材料,达到了资源化的目的.     

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。     

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...     

基于骨架基体结构的固化土试验与机理研究分析

针对目前淤泥固化土存在稳定性差、遇水易软化、低掺量固化剂的强度贡献率低等问题，提出以水泥、石灰、硅酸钠和硫酸钙等材料作为复合固化剂，同时引入不同粒径、不同掺量普通砂作为骨架基体材料，改良固化土的整体结构，提高固化效果，试验以液塑限、颗分、强度和微观等为判别指标，探索引入骨架结构对固化土的微观机理。试验结果表明：骨架基体材料的引入，改善了疏浚淤泥的颗粒级配，形成了“粒状-镶嵌-胶结”结构，使得固化土强度增长明显，其强度与骨架基体粒径、掺量成正相关，而液塑限、塑性指数与粒径、掺量成反比关系，总体上骨架基体材料对固化土改善效果明显，对疏浚淤泥固化改良在工程中的应用具有指导意义。     

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。     

固化海相土抗拉强度特性研究

试验分析了固化剂掺量、养护龄期和含水率对固化海相软土的抗拉强度影响规律。结果表明，水泥和石灰混掺的固化效果明显优于水泥和粉煤灰混掺。水泥+石灰混掺的固化土各龄期抗拉强度均比水泥+粉煤灰的高，前者是后者的1.3～2.9倍。海相软土的初始含水率为60%时，28 d固化土抗拉强度较7 d龄期提升了14%～27%。初始含水率增至80%后，28 d固化土抗拉强度较7 d龄期提升了120%～170%。相同固化剂掺量下，海相软土的初始含水率对固化土抗拉强度影响显著。固化土无侧限抗压强度和抗拉强度呈正相关，水泥+石灰混掺固化土的28 d龄期抗拉强度是其无侧限抗压强度的9%～16%。指出影响固化海相软土抗拉强度的因素依次为初始含水率、养护龄期、固化剂掺量。固化剂掺量中水泥掺量的影响最大，粉煤灰掺量次之，石灰掺量影响最小。实际工程中，降低土体初始含水率，保证充足的养护时间以及选择合适的固化剂掺量能提高固化土的抗拉强度。