混合粉质粘土和疏浚土填埋场防渗垫层的环境土工特性研究

充分利用疏浚土有机质含量高、吸附能力强和低透水性等特点,将其作为填埋场粘土衬垫的添加材料。等温吸附试验和扩散试验的结果表明:粉质粘土掺入疏浚土后,对金属离子的吸附能力得到增强,尤其对高价Cu2+的吸附能力显著提高,同时可以显著地降低Cu2+的扩散系数。研究表明,有机质对Cu2+的强吸附能力是Cu2+扩散系数降低的主要原因。粉质粘土掺入疏浚土后极大地提高了粘土衬垫的环境土工特性,非常适合作为填埋场粘土衬垫。     

关于“混合粉质粘土和疏浚土填埋场防渗垫层的环境土工特性研究”的讨论

《岩土工程学报》2005年第6期发表的《混合粉质粘土和疏浚土填埋场防渗垫层的环境土工特性研究》（以下简称为“原文”）对天然粘土和天然粘土与疏浚土的混合土的吸附能力作了实验对比,并对这两种土的钾离子和铜离子的扩散系数进行了对比研究,取得了很好的结果,对提高环境岩土工程研究水平有重要意义。笔者意欲在下述几点向原文作者请教和商讨。（1）关于扩散系数的定义。原文引用文献[1]所定义的扩散系数,称之为表观扩散系数,这与当前国际岩土工程界所普遍采用的扩散系数的定义是有区别的[1³]。当普遍采用的扩散系数并不包含阻滞因子Rd项。文献[1]对于不同的扩散系数的定义作了详细的描述。特别是文献[2]对于采用所谓     

对“混合粉质粘土和疏浚土填埋场防渗垫层的环境土工特性研究”讨论的答复

(1)关于扩散系数的定义当前国际岩土工程界普遍采用的“扩散系数”是不包含阻滞因子Rd的[1]。但如何获得不包含阻滞因子Rd的“扩散系数”一直是个难题。文献[2]第476页已讲明,只有在满足吸附反应是可逆的,并适合探讨文中公式(1)、(2)的条件下,才能将“表观扩散系数”和“扩散系数”区分开。疏浚土中有机质含有络合基,与金属离子形成络合物后,以离子吸附的形式表现出来,在中性条件下产生沉淀,即在中性条件下具有不可逆性。因此在本试验条件下采用包含阻滞因子Rd项的“表观扩散系数”具有合理性。原文旨从工程应用的角度出发,利用疏浚土中有机质的强吸附性能,研究粉质粘土掺入疏浚土后环境土工特性的提高,“表观扩     

水泥固化鄱阳湖疏浚土试验研究

水泥土由于其良好的性能,在工程中得到了广泛的应用。然而,实际工程中往往因场地条件的不同,会直接影响其加固效果。该文通过直接剪切试验和压缩试验,研究了水泥掺入比、水灰比、含水率等因素对鄱阳湖疏浚土的强度的影响。结果表明：水泥掺量,含水率,水灰比,养护条件等因素都对疏浚土的强度和压缩有影响。随着水泥掺量的增加抗剪强度逐渐增大,随着含水率的增大抗剪强度逐渐减小。对于相同条件下水泥土的最小压缩系数存在最佳水灰比。     

应变速率对粘土不排水抗剪强度的影响

由于流变特性的影响，饱和粘土的不排水抗剪强度与加载速率有关。应变速率对粘土不排水抗剪强度的影响程度通常采用应变率参数（应变速率增长10倍下不排水抗剪强度的增长率）来反映。国外大量的试验结果表明这个参数为8％～20％，而大部分在12％左右，并且超固结比、固结状态、试验类型对应变率参数P的影响并不明显。介绍了一个用来研究应变率参数P的各向异性弹粘塑性本构模型，在这个本构模型的基础上推导得出了应变率参数P的理论表达式。实际上，只要是采用滞后变形理论构建的流变本构模型，都可以推导得出这个公式。这个公式从理论上证明了应变率参数与固结状态、试验类型的无关性。众多试验结果表明，对于大多数粘土，压缩指数与次压缩指数的比值大都为0．03～0．05，代入公式中ρ的计算结果为7．2％～12．2％。试验中所得到的高达20％的数值与灵敏性土在结构破损明显阶段所具有较高的压缩指数与次压缩指数的比值有关。计算结果与一些试验结果的对比表明了这个表达式的可靠性。     

PE-粘土轻质混合土三轴压缩试验研究

为了研究掺入PE材料对粘性土抗剪强度的影响,本文对PE-粘土混合土进行了力学性质的研究。通过大量的不固结不排水常规三轴试验得出以下结论：在混合土容重一定的前提下,随着PE含量的增高混合土的压实度逐渐增大,粘聚力c值逐渐增大,内摩擦角φ值呈现出先减小后增大的趋势。     

粘土环境岩土工程特性对填埋场衬垫防渗标准的影响

采用溶质运移的一维迁移模型,研究了粘土环境岩土工程特性对填埋场衬垫防渗标准的影响,对目前采用的填埋场粘土类衬垫防渗设计标准及其有效性进行了多参数组合的计算分析;此外,还比较了粘土衬垫与复合衬垫对污染物离子的防渗阻隔性能,对土工膜在衬垫中的作用进行分析;研究表明,应针对不同地区的情况(干旱少雨或多雨等)考虑衬垫的形式。与其他因素相比,粘土的渗透系数对衬垫层渗漏影响最大,以水力渗透系数作为填埋场粘土衬垫的设计标准是可行的,但离子扩散系数的影响也不可忽略;而增强粘土的活性,提高粘土吸附离子的性能,则可延长离子通过衬垫的击穿时间;与单纯的粘土衬垫相比,复合衬垫对离子具有更好的阻隔性能,故在南方多雨地区宜采用复合衬垫;而用污染物的渗漏总量作为填埋场衬垫的设计标准比击穿时间更合理。     

基于有效固结应力理论的粘土土压力公式

从有效固结应力法强度公式出发 ,推导了以常规三轴固结不排水剪参数ccu 和 φcu 表达的垂直挡土墙上的主动和被动土压力公式。计算结果表明 ,被动土压力与传统公式一致 ,但主动土压力系数小于传统值。分析结果还表明 ,即使按总强度理论 ,也必须采用“水土分算”的方法。     

非饱和膨胀土抗剪强度的试验研究

膨胀土是一种特殊的非饱和土，经典的土力学理论在膨胀土问题中己显得无能为力。因此，用非饱和土力学理论来研究膨胀土问题在理论和实际两方面都具有重大意义。在非饱和土抗剪强度理论中，吸力的量测在工程实际中仍没有一种简单易行的方法。基于这种实际情况，试图通过其他间接的途径来代替吸力的量测，以确定非饱和土的吸附强度。对于膨胀土这种典型的非饱和土，膨胀力是其很重要的性质之一，它的大小受含水量的影响很大；另一方面，膨胀土的抗剪强度也随含水量的变化而不断地变化。进行了大量的膨胀力试验和抗剪强度试验，以确定膨胀土的膨胀力与吸附强度是否有一定的关系。通过对黑山土和梅山土的重塑试样试验得到的试验数据分析发现：膨胀力和含水量之间存在良好指数关系；粘聚力的对数和内摩擦角均随含水量的增大线性减小；非饱和膨胀土的吸附强度与膨胀力之间存在较好的线性关系，并在此基础上优化了非饱和膨胀土抗剪强度公式。     

典型红粘土与膨胀土的对比试验研究

通过室内试验对广西贵港红粘土、湖北荆门弱膨胀土与中膨胀土的物理力学性质指标、原状样脱湿过程中的强度变化、击实样泡水前后强度变化以及脱湿吸湿性能等方面进行了对比试验研究。结果表明：3种土原状样脱湿过程中的强度指标在土体裂隙性与基质吸力双重因素的作用下表现出完全不同的变化规律；由于红粘土与膨胀土膨胀性能上的差异，不同含水量的击实样泡水后的干密度峰值与加州承载比(CBR)峰值所对应的原击实样含水量比最优含水量有不同程度的增大；土体因矿物成分的差异而表现出明显不同的脱湿、吸湿速率。广西贵港红粘土与荆门膨胀土虽然在一些物理力学指标上具有相似之处，但其力学特性与水敏性特征具有明显的差异，在实际工程中应给予充分重视。     

非饱和黏性土的抗拉强度与抗剪强度关系试验研究

 通过对具有一定抗拉强度的非饱和黏性土在不同含水量状态下的重塑土样进行剪切和拉伸对比试验研究,结果表明,非饱和黏性土的抗剪强度指标c和j在一定范围内都随含水量的增大而减小;以三轴拉伸试验围压为大主应力、轴向应力为小主应力所确定的各应力圆符合莫尔–库仑准则;物理性状相同的非饱和黏性土重塑土样的抗拉强度与抗剪强度存在一定的函数关系。提出在无拉伸试验条件情况下,可通过相应物理性状的剪切试验结果计算非饱和黏性土的抗拉强度思想。     

非饱和黏土变形和强度特性试验研究

 利用双压力室非饱和三轴仪,进行非饱和黏土脱湿、等吸力固结和排水剪切试验,研究非饱和黏土的体变、屈服和强度特性,结果表明：在低吸力范围内,非饱和黏土在脱湿过程中的体积收缩呈弹塑性体变性状,验证了非饱和土本构模型中SI屈服曲线的存在;在等吸力固结试验中,黏土固结屈服应力随着吸力增加而增加,LC屈服曲线呈二次抛物线变化,固结压力的增长比基质吸力的增长对体变性状的影响效应要大。在剪切试验中,非饱和黏土应力应变关系依赖于净围压和基质吸力的不同组合,基质吸力增强土体应力–应变关系的硬化特性;在不同的吸力条件下,固结排水剪的有效内摩擦角基本不变,黏聚力的增长与吸力的增长基本呈线性关系。     

含砂量对聚丙烯纤维加筋黏性土强度影响的研究

为研究含砂量对聚丙烯纤维土加筋黏性土强度的影响及其机制,将2%,4%,6%,8%和10%素土重的砂分别与聚丙烯纤维加筋黏性土混合均匀,共配制7组土样,进行无侧限抗压强度试验和直剪试验。运用扫描电镜（SEM）,观察和分析纤维在土样中的形态特征。试验结果表明,黏性土中的含砂量对纤维加筋土的强度有重要影响。在砂与纤维表面的摩擦力和黏土颗粒对纤维的黏结作用下,纤维土的无侧限抗压强度和黏聚力随含砂量的增加先增加后减少,纤维土的内摩擦角大小与掺砂量成正比。在掺砂量为4%时,纤维的加筋作用得到最大发挥,此时土样的无侧限抗压强度达到最大值。此外,在黏土中砂的碰撞或挤压作用下,纤维的形状发生改变,从而增加纤维的粗糙度,加强界面之间的力学作用。     

土结构性对预压软基稳定性影响分析

原状土一般都具有结构性 ,温州软土的结构性试验表明 ,其固结不排水强度线为折线型 ,受到扰动后不排水强度会明显降低 ,土结构性对软基的强度增长和不排水强度均有较大的影响。给出了考虑结构性影响的强度增长和稳定计算方法 ,分析了土结构性对软基稳定的影响程度 ,算例表明影响显著     

土结构性对预压软基稳定性影响分析

原状土一般都具有结构性,温州软土的结构性试验表明,其固结不排水强度线为折线型,受到扰动后不排水强度会明显降低,土结构性对软基的强度增长和不排水强度均有较大的影响.给出了考虑结构性影响的强度增长和稳定计算方法,分析了土结构性对软基稳定的影响程度,算例表明影响显著.     

黏土与EPS颗粒混合轻质土的动强度特性 试验研究

 通过一系列的室内动三轴试验研究黏土与EPS颗粒混合轻质土(LCES)的动强度特性。首先确定压应变达到5%是适合LCES的动力破坏标准，然后着重研究围压、水泥含量和EPS掺入比对LCES动强度特性的影响。试验结果表明，随着围压和水泥含量的增大，LCES的动强度增大，但围压对LCES动强度的影响程度随着水泥含量的增大而逐渐减小；随着EPS掺入比的增大，LCES的动强度先增大后减小，所以对于LCES的动强度来说，可能存在一个最佳EPS掺入比。水泥和EPS颗粒的掺入对LCES的动强度指标cd的提高贡献相当大，而对jd的提高作用相对较小。LCES动强度曲线td-Nf符合乘幂函数关系，在综合考虑围压、水泥含量和EPS掺入比的基础上，将LCES的动强度曲线进行较好的归一化，并得到LCES的动强度公式。     

底部抽真空法在围垦工程中优越性研究

 将应用于围垦工程中的底部抽真空技术同传统的上部抽真空方法进行对比试验,研究底部抽真空的优点。经过改进的仪器能够对试样施加80 kPa的真空压力,同时能够量测不同土层深度下土体的孔隙压力、沉降及体积随时间的变化情况。试验用土取自南京秦淮河,研究结论表明：底部抽真空方法对土体的加固效果优于上部抽真空方法。与上部抽真空方法相比,底部抽真空方法加固后土体含水率低10%,干密度大11%,不排水剪强度提高35%,最终沉降则增加22%。除此之外,试验结果还显示底部抽真空方法固结更快,不同深度土层加固效果差异较小,底部法还能够有效保持真空度的恒定。底部抽真空方法与上部抽真空方法的最大区别就在于：上部抽真空过程中,土体内部水位不会发生变化,因此总保持饱和状态。相反,采用底部法时,真空压力的施加使得排水板内的水位快速下降到土层底部,土体中水位也因此随时间增加而逐渐下降,土体不再被水浸没,可以由饱和态转变成为非饱和态。