粒化高炉矿渣微粉固化淤泥质土的动力特性及微观机理

采用不同掺量的粒化高炉矿渣微粉(GGBS)对淤泥质土进行固化处理,利用动三轴试验,确定GGBS的最优掺量,并分析最优掺量固化土在不同围压下的动强度、动弹性模量和动阻尼比的变化规律,最后利用SEM和EDS分析固化土的微观结构和元素变化,揭示其固化机理。结果表明,当GGBS掺量为20%(质量分数,下同)时,固化土动强度呈台阶式增大,20%为最优掺量。20%掺量固化土动强度是淤泥质土的2～4倍,增大45～60 kPa,动弹性模量最大值是淤泥质土的3~4倍,动阻尼比相对减小,100 kPa和150 kPa围压下动阻尼比减小尤为明显。SEM照片显示,20%GGBS掺量的固化土颗粒成团聚状,颗粒间的孔隙大大降低,土体变得相对致密。EDS能谱显示,大量的Ca²⁺发生离子交换团粒化作用,从而增强了土颗粒之间的结合力,土颗粒的内摩擦角变大,土体的强度也随之提高。     

基于响应面法的碱激发地聚物固化淤泥质土试验研究

为实现滩涂淤泥质土和工业废料资源化利用,定量优化地聚物固化淤泥质土的关键因素,基于Box-Behnken响应面法对碱激发矿渣-粉煤灰基地聚物固化淤泥质土的配合比进行优化,选取矿渣掺量、碱激发剂模数和碱激发剂掺量为主要考察因素,并结合宏观性能和微观形貌进行固化机理分析。结果表明：固化土最优配合比为矿渣掺量86.5%(质量分数),碱激发剂模数0.84,碱激发剂掺量7.3%(质量分数),此时固化土7和28 d无侧限抗压强度分别为5 823和7 027 kPa,预测值与实际值误差较小,所建立的模型与实际数据拟合准确可靠;固化土的水化产物主要为无定形凝胶水化硅铝酸钙(C-(A)-S-H)和硅铝酸盐聚合物(N-A-S-H),可增强土体的密实程度和骨架结构,以此提高固化土的强度。本研究为碱激发地聚物固化淤泥质土提供了理论依据和实验基础。     

深厚淤泥质土条件下钉型水泥搅拌桩的适应性分析

在建筑工程项目中,淤泥质土处理不善,易导致地基沉降大,造成建筑物墙体开裂。为开展深厚淤泥质土条件下钉型水泥搅拌桩的适应性分析,以舟山市小干岛某新建城市道路为研究对象,开展不同水泥掺量和不同施工工艺下水泥土双向搅拌桩成桩试验,分析不同成桩条件下的有效桩长和单桩竖向承载力特征值。结果表明：地表以下15m范围内的淤泥质软土,水泥掺量选用20%,采用4搅2喷的施工工艺成桩效果较好;对于地基变形要求较高的建筑物,淤泥质土深度在15m以下,可采用钉形水泥土双向搅拌桩进行地基处理;淤泥质土超过15m建议添加外掺剂进行重新试验或更换其他地基处理工艺。     

水泥-脱硫灰-脱硫石膏复掺对淤泥固化性能的影响

采用燃煤电厂通过脱硫工序产生的脱硫灰、脱硫石膏及水泥对白马湖淤泥进行固化试验。抗压强度结果表明,淤泥中单掺水泥时,固化土强度随水泥掺量的增加而增加;水泥、脱硫灰和脱硫石膏三者复掺时,总掺量一定时,三者的最优比例为6:3:1,此时强度最佳且高于水泥单掺的强度。此外,还借助SEM对水泥-脱硫灰-脱硫石膏固化淤泥质土的机理进行了探讨。     

水泥-脱硫灰-脱硫石膏复掺对淤泥固化性能的影响

采用燃煤电厂通过脱硫工序产生的脱硫灰、脱硫石膏及水泥对白马湖淤泥进行固化试验.抗压强度结果表明,淤泥中单掺水泥时,固化土强度随水泥掺量的增加而增加;水泥、脱硫灰和脱硫石膏三者复掺时,总掺量一定时,三者的最优比例为6∶3∶1,此时强度最佳且高于水泥单掺的强度.此外,还借助SEM对水泥-脱硫灰-脱硫石膏固化淤泥质土的机理进行了探讨.     

电石渣激发钢渣-矿渣固化淤泥质土的试验研究

钢渣和矿渣是常见的两种工业废渣,大量堆放且资源化利用困难。以钢渣粉和矿渣粉为基础材料,电石渣粉作为激发剂,可对淤泥质土进行固化处理。通过开展无侧限抗压强度试验,分析固化淤泥质土的强度特性和应力-应变关系,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等微观测试,探索电石渣激发钢渣-矿渣固化淤泥质土的作用机理。结果表明,电石渣粉质量掺量为6%时,电石渣-钢渣-矿渣固化淤泥质土无侧限抗压强度最大,28 d固化淤泥质土强度与同龄期水泥土相当,且具有较好的延性。电石渣可以提供碱性环境和大量钙离子,有效激发钢渣和矿渣的水化活性,促进C-S-H凝胶的大量生成,同时促进离子交换和团粒化作用,使固化淤泥质土强度显著提高。     

改性淤泥土作堤岸填筑材料的试验研究

为研究经过HAS固化处理的河底沉积淤泥作为堤岸填筑材料的工程特性,本试验针对珠江淤泥进行了多种固化改性的工艺设计,研究了固化后强度、渗透等土工特性,以及含水量、固化剂掺量、养护龄期对这些特性的影响。     

新型灰渣胶材料固化疏浚淤泥的试验研究

用燃煤电站脱硫灰、电炉钢渣、矿渣等工业固体废物以及化学激发剂制备出一种新型灰渣胶凝材料-DA固化剂,并对利用该种材料固化广州珠江疏浚淤泥进行了试验研究.研究结果表明,所制备出的胶凝材料28 d净浆和胶砂强度分别为46.0和27.3 MPa;5.00%DA固化剂掺量下淤泥固化土击实试件的最大干密度、最佳含水率、无侧限抗压...     

纳米硅粉改良碱渣-矿渣固化淤泥的抗硫酸镁侵蚀性能

利用纳米硅粉对碱渣-矿渣固化淤泥抗硫酸镁侵蚀性能进行改良，对MgSO₄溶液浸泡后的固化淤泥试样开展无侧限抗压强度、核磁共振和X射线衍射试验，研究硅粉掺量、养护龄期、浸泡时间对固化淤泥强度的影响规律及其微观机理。研究表明：在标准养护条件下，当硅粉掺量为3%(质量分数)时固化淤泥试样的孔隙体积最小，无侧限抗压强度最大，生成水化铝酸钙等产物。在MgSO₄侵蚀环境下，标准养护7 d试样具有很好的抗侵蚀能力，当硅粉掺量为3%(质量分数)时固化淤泥抗MgSO₄侵蚀能力最好，无侧限抗压强度随浸泡时间的增加而增大；标准养护28和60 d时，固化淤泥抗MgSO₄侵蚀能力减弱。建立了固化淤泥无侧限抗压强度与硅粉掺量及浸泡时间的关系式，预测了最危险条件和最低强度。适量的纳米硅粉可增加固化淤泥中水化速度和程度，减少钙矾石的生成量及其不利影响，达到提高碱渣固化淤泥抗MgSO₄侵蚀性能的目的。     

熟石灰-矿渣联合修复重金属污染土强度及淋滤特性研究

固化/稳定化修复技术已经成为治理重金属污染土的一种有效且经济的技术.以沈阳矿渣堆场污染土为研究对象,使用熟石灰和高炉矿渣作为混合固化剂,进行固化/稳定化联合修复重金属铬和镉污染土试验研究,测定不同固化剂掺量、不同含水量、不同养护龄期条件下,联合固化污染土的无侧限抗压强度、浸出特性及酸中和能力.结果表明,熟石灰-高炉矿渣联合修复镉和铬污染土壤具有有效性,力学性能主要由固化剂掺量和水含量控制,而重金属铬和镉的浸出主要受pH和固化剂掺量的影响;熟石灰与高炉矿渣质量比1∶4作为混合固化剂掺量20％、含水量为最佳含水率22％时,满足填埋场的废物接受标准和相关环境质量标准要求.     

孔隙溶液盐分浓度对大连湾海相淤泥水泥固化土渗透性状影响研究

通过对大连湾洗盐淤泥土、未洗盐淤泥土、固化淤泥土进行固结渗透试验研究孔隙溶液盐分浓度对重塑土和固化土渗透性状的影响,结果表明:在相同孔隙比时,大连湾重塑土及较低水泥掺量下的固化土渗透系数随孔隙溶液盐分浓度的降低而减小,最大减小了50％,而且随着孔隙比的减小,高盐分浓度与低盐分浓度的渗透曲线逐渐逼近甚至重合;另外得出,对于固化淤泥土,随着水泥掺量的增加,原泥中盐分对固化土渗透性状的影响逐渐减弱.     

水泥搅拌桩在软弱路基处理中的应用研究

水泥搅拌桩在市政道路软弱路基处理中的应用较为广泛。水泥搅拌桩在加强路基土承载能力的同时，具有施工周期短，强化路基效果明显等优点。结合滁州市南谯区大明路软弱路基处理工程，介绍了水泥搅拌桩对淤泥质粉质黏土的加固原理，并通过工程实践表明：水泥搅拌桩能够有效提高软弱路基抗压强度，降低路基沉降，提高路基承载能力，对于淤泥质粉质黏土的特殊路基处理具有良好的工程效果。     

化学改良湖相泥炭质土的配合比设计及其应用

为满足工程需要,采用化学加固法改良湖相泥炭质土。对3个场地的湖相泥炭质土分别添加减水剂、早强剂、辅助胶凝材料等11种外加剂,制定了23种配合比改良方案,采用室内无侧限抗压强度和现场轻型圆锥动力触探试验,确定化学固化剂的最佳配合比。结果表明,掺加改良剂的土体抗压强度比原土大,且随着龄期的延长而增大。最佳配合比及掺量(质量分数)分别为:25%水泥、6%生石灰及1%粉煤灰,水灰比为1:1。     

软基处理水泥深层搅拌桩施工工艺

一式桩 1．深层搅拌水泥桩适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土。用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时，应通过试验确定其适用性。冬季施工应注意低温对处理效果的影响。     

建筑废弃物再生冗余土制备预拌流态固化土及性能研究

再生冗余土作为建筑废弃物资源化利用处理的副产物,具有成分组成复杂、含泥量高等特点,相较已经得到成熟应用的再生骨料,再生冗余土的研究与应用相对较少。为解决其资源化利用难题,采用再生冗余土作为原料,水泥、钢渣粉、粉煤灰作为固化剂制备预拌流态固化土,研究加水量、固化剂掺量与组成对预拌流态固化土工作性能与力学性能的影响。结果表明,通过调整加水量与固化剂掺量,可制备坍落度80~240 mm的再生冗余土-预拌流态固化土,28 d龄期强度介于0.68~9.54 MPa,作为低成本回填材料可以替代素土或素混凝土回填,有效消纳冗余土的同时实现与工业固废的协同利用。     

冻融循环下纤维-造纸废物联合改良淤泥质土力学性能研究

为了利用更加环保且经济的方式改善淤泥质土的工程性能,研究采用造纸工业的副产品木质素磺酸盐和废弃轮胎纺织纤维对淤泥质土进行改良,分析了改良前后试样的强度和抗冻融循环能力。结果表明,木质素磺酸盐和纤维均能一定程度上提升土体的强度和抗冻融循环能力,但1.5%木质素磺酸盐和0.6%纤维复合改良效果最佳。微观结构及傅里叶红外光谱结果表明木质素磺酸盐能生成新的离子键使松散基质的淤泥质土颗粒粘结性增强,纤维能连接土颗粒之间的孔隙,增强其抗拉伸能力。     

降雨条件下新型固化剂改良黄土边坡稳定性研究

我国西北等地区分布着大量的黄土,随着工程建设的不断发展形成了大量的黄土边坡,在降雨和冻融等环境下黄土边坡的稳定性与工程安全息息相关。通过新型高分子固化剂对黄土进行改良,并通过室内模拟试验,研究了改良黄土边坡的保水性、抗冲刷性、抗压强度和抗冻性等性能,并结合微观分析探索其改良机理。研究结果表明：固化剂改良黄土边坡具备更加优异的保水性、抗雨水冲刷性和抗冻性能,且改良效果与固化剂的掺量呈正相关,但是固化剂掺量达15%后,改良效果提升幅度大幅降低,实际工程固化剂掺量以15%为最佳;固化剂的改良机理主要是以网状结构包裹黄土颗粒,增强颗粒之间的粘结性,减小孔隙率。上述研究成果能为新型固化剂在复杂环境下的应用和推广提供理论指导。     

桩基施工泥浆固化处理新技术的应用研究

桩基工程施工废弃泥浆直接排放的污染风险较大,需要对其进行处理。因此,以某桩基工程施工废弃泥浆经过絮凝和脱水处理后的絮凝体为研究对象,开展了泥浆固化处理实验研究,以固结体的无侧限抗压强度为评价指标,主要考察了固化剂类型、固化剂掺量、泥浆絮凝体含水量、养护温度和养护时间等因素对固化处理效果的影响。结果表明：不同类型固化剂的加入均能提高固结体的无侧限抗压强度,其中新型复合固化剂GT-2的固化处理效果最好。当实验用泥浆絮凝体的含水量固定在40%时,目标桩基施工废弃泥浆固化处理的最佳实验参数为：选择固化剂类型为新型复合固化剂GT-2,固化剂的掺量为6%,养护温度为35℃,养护时间为28 d。在此实验条件下泥浆固结体的无侧限抗压强度值可以达到0.631 MPa,达到了良好的固化处理效果。现场应用结果表明,新型复合固化剂GT-2的加入能够对现场桩基施工废弃泥浆起到较好的固化效果,并且处理成本较低,具有良好的环境、经济和社会效益。     

粉煤灰基地聚物固化盐渍土的工程特性与微观机制

为探索粉煤灰基地聚物对盐渍土的加固效果，对固化后的土体开展了力学性能和细微观结构的试验，从本质上揭示粉煤灰基地聚物对盐渍土的固化机理。结果表明:随着粉煤灰基地聚物掺量的增加，盐渍固化土的最优干密度下降，最优含水率上升;当掺量从0增至6%时，盐渍固化土的无侧限抗压强度增加了5.5倍，而当掺量为8%时的强度没有明显提升;盐渍土的孔径分布呈双峰分布，随着地聚物掺量的增加，孔隙体积逐渐降低;盐渍固化土的阳离子交换量随粉煤灰基地聚物掺量增加而提高，且与无侧限抗压强度呈现线性相关;在盐渍土中加入粉煤灰基地聚物使土颗粒间的孔隙收缩，黏结性和密实度增强，进而达到固化的效果。本研究成果为粉煤灰基地聚物在盐渍土地区地基加固工程中的设计与施工提供了参考。     

矿渣-粉煤灰地聚物固化淤泥力学性能和路用性能研究

为实现河底淤泥的资源化处置,常采用水泥等胶凝材料固化淤泥提高承载力作为路基材料。传统固化材料能耗大、碳排放量高。为开发可持续性固化材料,本研究采用矿渣-粉煤灰二元地聚物固化淤泥,研究其力学性能及路用性能。通过研究Si/Al摩尔比、Na/Al摩尔比对地聚物凝结时间和抗压强度的影响规律,确定地聚物配合比设计。依据优化配合比固化淤泥,研究地聚物掺量、养护龄期对固化淤泥力学性能的影响,并对固化淤泥进行水稳性、加州承载比、干缩和温缩试验,以评估其路用性能;采用扫描电镜和X射线衍射等试验方法对固化淤泥进行微观分析,揭示其固化机制。试验结果表明,矿渣-粉煤灰基地聚物地质聚合产物为无定形地聚物凝胶、水化硅酸钙、水化铝酸钙等,增强了土颗粒之间的胶结并且填充了孔隙,提高了固化淤泥的力学性能和路用性能。研究结果为地聚物固化淤泥土工程应用提供了实验基础。