一种新型土体固化剂用于河道淤泥固化的应用研究

本文研究了一种新型软土固化剂-GS土体固化剂对河道淤泥的固化处理效果,探讨了GS土体固化剂应用于河道淤泥固化处理的可行性。研究结果表明,GS土体固化剂能显著降低淤泥固化土在固化处理早期的含水率,满足堆放要求;且GS土体固化剂能使得淤泥具有较高的早期和后期无侧限抗压强度,对淤泥中重金属离子具有很好的固结驻留作用,使得重金属离子溶出量远低于国家标准限值要求,因此新型的GS土体固化剂应用于淤泥固化处理具有较好的作用效果。     

佛山市汾江河疏浚淤泥固化试验研究

汾江河疏浚淤泥的含水率和有机质含量均较高,为了使其达到填埋要求,研究了水泥、石灰和高炉矿渣的单一或组合固化效果.结果表明,随着固化时间的延长,固化淤泥的含水率降低,无侧限抗压强度(UCS)升高;当采用单一固化材料时,水泥和石灰对淤泥的固化效果显著,而高炉矿渣的固化效果不明显;当水泥和石灰的掺入量均为5％、高炉矿渣的掺入量为15％～20％时,固化淤泥的含水率及无侧限抗压强度能达到填埋要求.另外,通过测定浸出液中的重金属浓度发现,水泥、石灰和高炉矿渣复合固化剂对淤泥中的重金属具有一定的固定效果.     

矿渣与水泥固化广州南沙软土试验研究

利用矿渣与水泥混合固化剂对广州南沙软土进行固化处理。通过直剪试验、无侧限抗压试验对固化土样进行了力学性能研究,得出固化土体的内摩擦角、黏聚力、无侧限抗压强度随固化剂中矿渣掺入比及龄期的变化关系。通过电子显微镜观测和X射线衍射技术研究不同配比下固化土样的矿物组成及微观结构特征。研究结果表明:固化土的内摩擦角、黏聚力和无侧限抗压强度均随矿渣占固化剂比例的增大而增大,其中黏聚力增长最明显;混合固化剂的最优配比为矿渣占固化剂比例为60%;矿渣占固化剂比例越高,固化土的后期强度增长越快。这与加固土体的微观结构和矿物组成成分中的水化产物有关。     

河道淤泥电渗-固化室内试验研究

为达到河道淤泥的排水减量和加固强度要求,缩短加固处理工期、降低综合处理成本,进行单一电渗、单一固化、模拟电渗-固化的室内对比试验,研究不同通电电流、不同固化剂掺入比、固化龄期等因素对宁波河道淤泥加固效果的影响。同时结合扫描电镜探究了加固土的微观特征变化,并进行加固机理分析。研究结果表明：采用较低的通电电流可降低综合处理成本、处理效果更均匀;固化剂掺入比在6%~10%的范围内,掺入比越高,电渗-固化联合处理相对于采用单一固化加固能够提升的强度幅度更明显;采用相同的固化剂掺入比,电渗-固化联合处理更有利于胶结物和水化产物的生成,电渗排水作用对固化土后期强度增长起到重要作用。     

打孔管道真空预压加固高含水率淤泥效果影响试验研究

针对打孔管道联合真空预压法在处理高含水率淤泥时的适用范围与加固效果尚不明确的问题。采用打孔管道—真空预压室内模型试验与预制竖向排水板(PVD)—真空预压室内模型试验对两种不同级配的高含水率淤泥在真空预压过程中的沉降、孔隙水压力、出水量等进行了分析。试验结果表明打孔管道—真空预压法适用于处理砂粒含量较高的高含水率淤泥,同时,打孔管道联合真空预压法的影响范围较PVD—真空预压法小。     

真空预压联合间歇电渗加固疏浚淤泥试验研究

沿海地区疏浚工程产生大量疏浚淤泥。为了研究疏浚淤泥的处理方法,通过室内模型试验,对温州地区的疏浚淤泥进行分级真空预压联合间歇电渗的加固处理,并对间歇通电的时间及间歇逐级加压电渗进行研究。试验过程中监测真空压力、电流、排水量和土表的沉降;试验之后,对土体含水率、十字板剪切强度以及电极腐蚀质量进行测量。试验结果表明:虽然间歇通电时间越长,土体固结效果越好,但间歇通电时长超过24h后,土体加固效果开始减弱;然而,电极腐蚀质量和间歇电渗的平均能耗系数却依然与间歇通电时长呈正相关。此外,分级真空预压联合间歇逐级加压电渗法相比于分级真空预压联合间歇电渗法获得了更佳的土体加固效果,并且其电极腐蚀质量和间歇电渗的平均能耗系数也显著降低。     

多源固废基固化剂对不同含水率淤泥固化效果研究

为解决传统固化剂硅酸盐水泥(P)能耗高、CO_(2)排放高等问题,研究了以普通硅酸盐水泥(OPC)-矿渣微粉(GBFS)-钢渣微粉(SS)-脱硫石膏(DG)体系制备的土体固化剂(固化剂G)对不同含水率淤泥无侧限抗压强度的影响,并分析其固化机理。结果表明,在淤泥含水率17%时,G固化体强度略高于P固化体,而淤泥含水率45%和70%时,G固化体7 d强度略高于P固化体,28 d强度则低于P固化体。原因是固化剂G在淤泥土中能快速生成大量针棒状的钙矾石(AFt),将淤泥土颗粒连接在一起,形成三维空间网络,并且后期水化硅酸钙凝胶持续增多,逐步填充孔隙,形成致密的整体,强度提高。     

复合固化剂固化某淤泥质土的试验研究

为了改善青弋江分洪道工程淤泥质土地基的物理力学性能,选用普通硅酸盐水泥、粉煤灰、水玻璃以及木质素磺酸钠组成的水泥基复合固化剂,以青弋江芜湖段典型淤泥质土样作为试验土样,进行了室内固化试验研究,分析了固化剂掺量、淤泥质土初始含水率以及养护龄期的改变对固化土无侧限抗压强度和抗剪强度参数的影响关系。研究结果表明:对于提高青弋江淤泥质土强度,试验所用固化剂作用效果明显,90d龄期养护条件下,掺入复合固化剂处理的固化淤泥质土无侧限抗压强度最高为单掺水泥条件下固化土无侧限抗压强度的4.2倍,同时前者抗剪强度也明显大于后者;固化土无侧限抗压强度随固化剂掺量增加而提高,但增长速率逐渐减缓,同时还随着养护龄期的增加而提高,两者呈明显的对数关系。     

超软土地基交替式真空预压法加固效果影响因素分析

针对目前常规真空预压法处理超软土地基时常出现的排水板易淤堵、加固效果欠佳等工程问题,提出一种新型的交替式真空预压技术.为深入了解交替式真空预压技术处理超软土地基的加固效果及其影响因素,对天津滨海新区新近吹填淤泥进行室内模型试验.试验结果表明,与常规真空预压法相比,交替式真空预压法可以有效防止淤堵泥层的加剧,使得土体加固...     

化学–物理复合法在海底淤泥填海造地工程中的应用

 在凯科发展研究院多年前率先提出并倡导的采用化学–物理复合法来加快淤泥等软土的固结速度和大幅度提高其固化效果的基础上,联合中交四航工程研究院最新的真空预压技术,以珠江三角洲淤泥为例对化学处理后的高含水率淤泥进行室内三维真空预压排水模型试验,并同步进行常规的真空预压试验。试验结果表明,用真空预压法来辅助化学加固后的淤泥,在沉降速率上明显大于常规真空预压的速率;在相同的固结时间内,复合法所取得的无侧限抗压强度均远远高于单一真空预压法所取得的强度;同时在用新加坡海洋淤泥进行的相关同步试验中,复合法所取得的数倍高的抗剪强度也进一步验证该方法的有效性及优越性。因此,这个化学–物理复合法对于加固淤泥等软土地基,无论在学术上还是在大面积填海造地工程实践中均有广阔的发展和应用空间。     

CO_2碳化矿渣-CaO-MgO加固土效能与机理探索

CO_2碳化联合工业固废协同加固土技术是旨在替代传统水泥固化方法的新型技术尝试。以工业废料——矿渣为主要材料,辅以活性MgO和CaO形成矿渣-CaO-MgO固化体系,将固化土料均匀搅拌制样后进行CO_2碳化试验。通过无侧限抗压强度、扫描电镜和X射线衍射等试验,探究固化剂掺量、配比、碳化时间和初始含水率等因素对碳化加固土效果的影响。结果表明:CO_2碳化对土体加固具有明显改良效果,碳化24 h试样抗压强度最高可提升25.77倍;碳化试样抗压强度与固化剂掺量(6S4L0M除外)、活性MgO占比呈正相关;碳化试样强度随碳化时间先增加后趋于平缓(或略微下降)、最佳碳化时间为6 h左右,随初始含水率增加而先增加后下降、最佳含水率为16%左右;活性MgO碳化效能明显优于活性CaO,矿渣中低活性CaO并不能显著改良自身碳化性能。CO_2碳化作用促使碳酸盐晶体(CaCO_3、MgCO_3)生成,晶体发育程度与碳化时间、固化剂掺量及活性等因素有关;碳酸盐晶体有效填充试样内部孔隙并黏结土颗粒,形成整体骨架结构使试样强度得以大幅提升。     

活性氧化镁水泥碳化加固软土地基研究进展

为了解决传统固化剂引发的环境污染和能源短缺等问题,明确活性氧化镁水泥在土体加固中的应用和发展,文章结合已有研究成果,对活性氧化镁的主要生产来源、氧化镁水泥的物理力学性能、氧化镁的碳化加固机理进行了初步的归纳与总结,并对活性氧化镁水泥的经济环境效益进行了对比分析。结果表明,活性氧化镁水泥生产耗能比传统水泥小,并且可以通过碳化反应在短时间内大幅度提高土体强度,改善土体耐久性能,并吸收大量CO2。活性氧化镁水泥这种新型固化剂在减少环境污染、改善加固效果和有效利用资源方面具有广阔的应用前景和重要的社会经济意义。     

矿渣基复合固化剂对预拌流态固化土力学强度的影响

制备矿渣基复合固化剂，研究固化剂配比与掺量、减水剂种类与掺量对预拌流态固化土性能的影响，并通过SEM分析其影响规律。结果表明，采用矿渣基复合固化剂制备的预拌流态固化土具有优异的力学性能。其中活化剂水玻璃模数为1.2时的激发效果较好。按65%矿渣+25%普通硅酸盐水泥+10%石膏制备固化剂，活化剂掺量为矿渣质量18%、固化剂掺量为土体质量30%、高性能聚羧酸减水剂掺量为土体与固化剂总质量1.0%、水土比为0.5时，预拌流态固化土流动度可达200 mm,1、7、28 d抗压强度分别为0.94、9.48、10.0 MPa，微观结构致密，可满足各类基坑、基础垫层铺筑和回填施工等工程对预拌流态固化土工作性和力学强度要求。     

真空预压联合堆载法加固吹填淤泥地基室内试验研究

针对传统真空预压法加固吹填淤泥地基过程中,存在真空应力小,孔隙水压力消散过慢,深层土体加固效果欠佳,加固后地基标高不够等缺陷,提出了真空预压联合堆载法,即在真空预压真空度稳定后通过堆载满足后期机械进场施工之前宕渣所需的回填,分别采用5Kpa、10Kpa、15Kpa的砂袋堆载方式进行,以增加地基土的标高和总应力,从而增大了排水效率,快速有效的加固了吹填土。试验结果表明,采用真空预压联合堆载法能够加快孔隙水的消散,加速了土体的固结,加固后的土体剪切强度、含水量均优于普通真空预压法,说明真空预压联合堆载法能够更好的加固吹填土淤泥地基。     

考虑土性和初始含水率影响的真空预压室内试验

基于传统的真空预压室内模型试验,对试验中需加入的不同初始含水率和不同土性两个变量进行了研究,分析了两个试验因素对真空预压加固效果的影响,主要包括加固后土体径向强度和含水率的分布规律,为同类问题的研究提供了依据。     

高含水率吹填淤泥固化土强度特性及预测模型

高淤泥初始含水率以及低固化剂掺量是吹填造陆工程和疏浚淤泥资源化利用工程的常见特点,形成的固化土含水率和强度与其关系密切。本文通过室内试验,探讨了吹填淤泥固化土含水率和强度与养护龄期、固化剂掺量、淤泥初始含水率之间的关系,并尝试选择合适的参数,建立固化土无侧限抗压强度预测模型。研究表明,各龄期的固化土含水率随固化剂掺量增加而呈现规律性减小,基本呈线性关系,尽管淤泥初始含水率不同,但固化土的含水率下降差异较小;当淤泥初始含水率较低时,固化土强度与固化剂掺量的线性拟合关系较为明显,但当初始含水率较高时,线性关系则不明显;固化土强度并非随着w₀/w_L呈线性下降,初始含水率大于一定的值后,各龄期的固化土强度下降幅度均减小;用水灰比w/A_w表征各龄期的淤泥固化土无侧限抗压强度具有较高的相关系数,而考虑龄期和固化剂掺量共同影响的综合参数EAT也能够用于建立高含水率淤泥固化土的强度预测模型,可为高含水率淤泥固化处理提供应用指导。     

固废基软土固化材料的研制及在浅层就地固化工程中的应用研究

研究了固废（矿渣粉、钢渣粉）粒径对其活性及固化土性能的影响,开展了固化剂配合比试验及微观分析,并将固化剂应用于某工程浅表层就地固化试验段。结果显示,固废粒径与其活性及固化土的力学性能呈负相关性,活性与固化土性能呈正相关性;碱激发剂复配固化土性能优于单一效果,总量不变时固化土的早期性能与矿渣粉相对掺量成正比,与钢渣粉相对掺量成反比;确定的试验段用固化剂室内7 d强度为0.17 MPa,至28 d龄期时仍有近30%强度增长;固化剂固化土中产生的大量C-S-H等凝胶胶结了土颗粒成为一个整体;就地固化工程试验段显示,固化剂掺量为4.5%时7d龄期固化土承载力即已达到设计要求的28d无侧限抗压强度0.15 MPa。     

分级真空预压联合间歇电渗法加固疏浚淤泥宏微观分析

为解决真空预压联合电渗法中的排水板淤堵及电渗能耗大的问题,提出分级真空预压联合间歇电渗法。通过4组室内模型试验,对土体加固过程中的排水量、土表沉降量进行监测,并评估试验后的土体加固效果,探究分级真空预压联合间歇电渗法对于真空预压联合电渗法在土体加固和淤堵效应方面的改进效果。此外,借助扫描电镜获得土体微观结构图片,并通过图像处理软件分析真空预压联合电渗法和分级真空预压联合间歇电渗法处理后土体孔隙特征的变化。试验结果表明:分级真空预压联合间歇电渗法中,分级施加真空压力的方式能缓解排水板淤堵;且间歇通电的方式能减小阳极腐蚀,增大土体电流来促进土体排水。与常规真空预压联合电渗法相比,分级真空预压联合间歇电渗法的排水量和十字板剪切强度分别增加13.2%和19.2%,土体含水率减小13.7%,改善效果十分显著。分级真空预压联合间歇电渗法处理后土体的表观孔隙率、孔隙数和平均孔隙面积更大,土体排水通道畅通有助于排水,且土体孔隙排列更有序,孔隙形态更复杂。     

真空加载方式对排水板滤膜淤堵影响试验研究

塑料排水板滤膜的淤堵直接影响到真空预压排水固结法加固新近吹填淤泥的效果,而真空荷载加载方式是引起排水板滤膜淤堵的主要原因之一。通过室内模型试验,采用5种不同等效直径的排水板滤膜并通过控制不同的真空加载方式加固新近吹填淤泥。试验过程中对泥面沉降、排水板和土中不同深度的真空度进行监测,试验结束后测试排水板滤膜的渗透系数。试验结果表明:真空荷载不分级或者分级梯度太大,对真空预压排水固结法加固新近淤泥效果较差,排水板滤膜容易产生淤堵;排水板滤膜的等效孔径越小其淤堵情况越严重。排水板滤膜发生淤堵后其渗透系数将降低,对土体的排水固结产生不利的影响。作者建议:在真空预压处理新近吹填淤泥的工程实践中,宜选用较大的排水板滤膜等效孔,真空荷载宜采用分级加载方式,且每级真空梯度不宜过大。     

CO2碳化矿渣-CaO-MgO加固土效能与机理探索

CO₂碳化联合工业固废协同加固土技术是旨在替代传统水泥固化方法的新型技术尝试。以工业废料——矿渣为主要材料,辅以活性MgO和CaO形成矿渣-CaO-MgO固化体系,将固化土料均匀搅拌制样后进行CO₂碳化试验。通过无侧限抗压强度、扫描电镜和X射线衍射等试验,探究固化剂掺量、配比、碳化时间和初始含水率等因素对碳化加固土效果的影响。结果表明：CO₂碳化对土体加固具有明显改良效果,碳化24 h试样抗压强度最高可提升25.77倍;碳化试样抗压强度与固化剂掺量（6S4L0M除外）、活性MgO占比呈正相关;碳化试样强度随碳化时间先增加后趋于平缓（或略微下降）、最佳碳化时间为6 h左右,随初始含水率增加而先增加后下降、最佳含水率为16%左右;活性MgO碳化效能明显优于活性CaO,矿渣中低活性CaO并不能显著改良自身碳化性能。CO₂碳化作用促使碳酸盐晶体（CaCO₃、MgCO₃）生成,晶体发育程度与碳化时间、固化剂掺量及活性等因素有关;碳酸盐晶体有效填充试样内部孔隙并黏结土颗粒,形成整体骨架结构使试样强度得以大幅提升。