分散性土分类与鉴别的室内试验研究

采取5项土样的分散性鉴别试验,即针孔试验、双比重计试验、碎块试验、孔隙水可溶性阳离子试验和交换性钠离子百分比试验,以及标准吸湿含水率和pH值的测定,对东北某大坝心墙土料进行分散性鉴定试验研究。试验和分析结果表明,10个土壤样品中,3个呈分散性,1个呈过渡性,其余6个呈非分散性。通过分析土壤样品的理化特性发现:3个分散性土壤样品发生分散的主要原因是交换性钠离子含量较高,pH值较高,属于强碱性土壤;另外7个土样中的黏粒含量和有机质含量高,pH值偏低,抑制了分散性,因此土样表现为不分散或过渡性土的特征。标准吸湿含水率试验能较为准确地测定出土样中的蒙脱石含量,再结合pH值和交换性钠离子百分比试验,可对土样的分散性进行初步推测。     

大坝土料的物理化学性质及分散性试验研究

粘土的分散性与粘土的物理化学性质存在一定的关系。通过对某工程土料的物理化学性质分析,并结合针孔试验、碎块试验、双比重计法、孔隙水阳离子试验和交换性钠百分比试验5种分散性鉴定试验对粘土的分散机理进行了研究。研究表明:粘土的分散性与粘土物理化学性质密切相关,尤其体现在Na+含量和pH值上,一定百分含量的Na+和一定程度的pH值是土体产生分散性同时具备的两个必要条件,且应该存在一定的量化关系。     

介质环境中阳离子和酸碱度变化对粘土分散性的影响

采用碎块试验研究介质环境中阳离子和酸碱度变化对粘土分散性的影响。试验结果表明,在Na＋浓度为8×10^-4-1×10^-2mol/L范围内和pH约大于10.4的介质环境条件下,非分散性土表现特征为分散性;而Na^＋浓度在该浓度范围外时或阳离子为其他离子介质环境条件下,非分散性土表现特征为非分散性。研究表明：土体产生分散性的必要条件是土体中含有较多的钠离子和呈强碱性;蒙脱石含量高低不是分散性土的必要条件。     

大石峡水电站筑坝土料分散性综合判定及改性研究

分散性土的抗冲蚀能力很低,对许多工程的安全性造成严重威胁。在分析土样物理化学性质和矿物学性质的基础上,采用双比重计、碎块、针孔、孔隙水阳离子和交换性钠百分比等试验方法,对大石峡水电站大坝防渗土料的分散性及其改性措施进行了研究。研究结果表明,土样1号和4号属于分散性土,2号、3号、5号属于过渡性土。土样产生分散的主要原因:一是土样中含有数量较多的钠离子,使得伊利土也像那钠基蒙脱土一样具有较强的分散性;二是酸碱度较高,使得土颗粒之间的斥力能大于引力能,促使土样分散;掺入质量分数0.26%的AlCl_3·6H_2O或质量分数0.35%的CaCl_2都会对分散性土样产生显著的改性作用。结果表明:土样产生分散的条件是土样中含有大量的钠离子和较高的p H值;AlCl_3·6H_2O的改性效果明显优于CaCl_2,是一种有效的分散性土改性剂。     

粉煤灰改性分散性土的变形特性研究

分散性土是一种特殊土类,抗冲蚀性能很低,对工程的危害很大。本文以陕西杨凌黄土为原始土样,采用加入碳酸钠的方法配制人工分散性土,在最优含水率状态不同压实度下,进行压缩试验,研究粉煤灰掺量和压实度对改性分散性土变形特性的影响。试验分析得出粉煤灰掺量为8%、压实度不低于0.94时,分散性土的压缩性有会大幅度降低,可以满足工程的要求。     

陕北筑坝黄土的分散性判别及其改性研究

分散土遇水易分散流失，极易对水渠、大坝等水利工程造成冲沟、管涌等危害。为避免陕北地区土石坝因此造成溃坝，采用野外调查分析、经验公式判别、泥球试验和针孔试验，对陕北７座水库１０组筑坝黄土的分散性进行了判别，通过土样和库水的物理化学性质分析，阐明了分散土的影响因素及分散机理，同时研究了石灰对分散土的改性作用。分析结果发现，１０组筑坝土样中２组属于物理－化学复合性分散土、４组属于低凝聚性土（物理性分散土）、２组属于过渡土、２组属于非分散土。物理－化学复合性分散土在库水的抑制作用下分散性会减弱，表现为低凝聚性土的特征。土体的分散性随着石灰剂量的增加和养护龄期的延长，逐渐降低并完全消除。研究表明，陕北筑坝黄土由于黏粒含量低、钠离子含量高和酸碱度呈碱性，因此具有一定的物理或化学分散性，导致抗水蚀性较差。库水对土的分散性具有较强的抑制作用，石灰对低黏粒含量的分散土有很好的改性效果。     

黄土钠质化对其工程性质影响的研究

土壤钠质化是我国面临的土壤问题之一。为探究钠质化对黄土基本性质的影响,以杨陵黄土为研究对象,人工配制钠盐含量分别为1、3、5、10和20 g/kg的土样,压制成不同干密度和含水率的土样,通过基本土工试验和土壤电导率测试、交换性钠离子百分比试验以及斥水性试验,分别测试钠盐含量变化对黄土基本性质的影响。结果表明:随着钠盐含量的增加,土样电导率增大,交换性钠离子百分比增大,土样钠质化程度加剧;塑限在20%左右波动,液限呈现先增加后降低的趋势;土壤斥水性随含盐量增大逐渐减弱,水分入渗变得容易,但是同时土体渗透系数降低,水体在土中渗流变得困难;同时土样的压缩系数逐渐增大,压缩变形变得容易。     

分散性土及工程应用的研究进展

分散性土在世界各地特别是干旱半干旱地区分布广泛，属于一种水敏性的特殊土，抗水蚀能力很低，容易形成管涌、洞穴、冲沟等破坏，对建筑物的安全性造成严重威胁。对分散性土的定义与内涵、分散机理、鉴定方法、改性应用进行了分析、总结与展望。分散性土是一种在水力坡降很低条件下由于土颗粒间的排斥力超过吸引力而导致土体产生分散流失的黏性土。分散性土的形成机理在于土体中的胶结物质特别是黏粒含量低或土体中含有较多的钠离子和酸碱度呈碱性。一般采用双比重计、碎块、针孔、孔隙水可溶性阳离子和交换钠离子百分比等室内试验结果来综合鉴定土样的分散性，野外调查和经验模型等方法可作为辅助鉴定手段。采用物理保护、化学改性或综合处治提高分散性土的水稳性，其中化学改性是最根本的方法。在未来的研究中，应重视与加强研究土粒间斥力与引力关系、探索分散性土渗透破坏特别是土体裂缝演变规律、研发经济高效环保的改性材料等方面工作。     

固废底泥水下应用抗分散性能研究

为了实现固废底泥在水下应用时不发生分散,通过开展水下抗分散试验和黏度试验,研究了影响底泥水下抗分散性的因素,提出了使用底泥黏度来量化其水下抗分散性的方法。研究结果表明：黏度是影响固化底泥水下抗分散性的内在因素,注浆高度是影响固化底泥水下抗分散性的外在因素,黏度越大,注浆高度越小,则抗分散性能越强。羟丙基甲基纤维素的增黏效果优于瓜尔豆胶和聚丙烯酰胺,更适用于固化底泥的水下应用,pH值法和透光度法可用于表征固化底泥的水下抗分散性能。底泥黏度小于3.7 Pa·s时,水下注浆易发生下落扩散和触底碰撞扩散;底泥黏度介于3.7～22.0 Pa·s时,水下注浆只发生轻微触底碰撞扩散;底泥黏度大于22.0 Pa·s时,水下注浆不易发生扩散。固化底泥在水下应用时,推荐其黏度为3.7～22.0 Pa·s、注浆高度在30 cm以内。     

基于主成分分析法的黏土分散性评价模型构建

为了评价黏土的分散性程度,以影响黏土分散性的物理、化学及矿物学指标为基础,利用主成分分析法（PCA）建立了黏土分散性评价模型。运用该模型对12组黏土土样的分散性程度大小进行了评价。结果表明,3号土样的分散性程度最大,6号土样的分散性程度最小,这与室内试验的观测结果相吻合。3号土样分散性程度最大的原因主要是由于该土样中蒙脱石的含量最高;此外,其中Na+的含量和易溶盐总量也相对较高。相反,6号土样中蒙脱石的含量最低,易溶盐总量和Na+含量相对较小,有机质和黏粒含量相对较大。该方法为分散性土的改性提供了理论参考依据。     

新疆西郊水库大坝防渗心墙土料分散性鉴定

针对当前通用的土料分散性鉴定的5种试验方法。即双比重计法、碎块试验、针孔试验、孔隙水可溶盐试验和交换性阳离子试验的结果往往会出现不相吻合的情况，通过对新疆西郊水库大坝防渗心墙土料分散性的研究。从分散性机理和判断标准来分析不相吻合的原因。并认为应当深入研究盐渍土的分散性鉴定试验的定量化判断标准。促进分散性土鉴定试验规程的制定与实施。     

碱-集料反应的一些理论问题

评述了碱-集料反应的一些理论问题,以及活性集料的分析规律。碱-硅反应膨胀主要是由渗透压力和钙矾石膨胀所引起。Ca(OH)_2提供了生成钙矾石膨胀相和R(Na·K)CSH的物质。碱-King-stone白云岩反应膨胀是碱-硅反应,黄铁矿分解成钙矾石和蒙脱石吸水膨胀等综合因素引起的。     

蒙脱土失水缩裂过程的边界摩擦与温度效应

膨胀土失水收缩产生裂隙的现象是造成其工程性质恶化的主要原因之一。现有研究成果揭示了膨胀土在失水过程中吸力增大与分布不均是造成收缩与开裂的主要原因。然而,已有关于膨胀土缩裂的试验研究很少考虑到土样边界条件对缩裂过程的影响。采用纯蒙脱土作为试验材料,设置玻璃与凡士林2种土样边界摩擦条件,测试了不同温度条件下,边界摩擦效应对土样缩裂过程与结果的影响;对产生裂隙的形态与数量进行定量化对比分析,提出了黏性土失水收缩产生裂隙的概念模型。试验结果表明:土样从饱和开始逐渐失水的过程中,低摩擦力的凡士林接触面土样开始出现裂隙的时间较晚,开裂时的临界含水量显著低于玻璃底面土样;在20,30,40 ℃环境温度条件下,凡士林接触面土样比玻璃接触面土样的最终裂隙量分别减少了70.3%,79.6%,77.6%;而在相同的边界摩擦条件下,温度越高则土样失水的速度越快,产生裂隙的数量也相对较高。     

Synthesis and characterization of carboxymethyl cellulose/organic montmorillonite nanocomposites and its adsorption behavior for Congo Red dye

A series of carboxymethyl cellulose/organic montmorillonite (CMC/OMMT) nanocomposites with different weight ratios of carboxymethyl cellulose (CMC) to organic montmorillonite (OMMT) were synthesized under different conditions. The nanocomposites were characterized by the Fourier transform infrared (FT-IR) spectrophotometer, X-ray diffraction (XRD) method, transmission electron microscope (TEM), scanning electron microscope (SEM), and thermal gravimetric (TG) analysis. The results showed that the introduction of CMC may have different influences on the physico-chemical properties of OMMT and intercalated-exfoliated nanostructures were formed in the nanocomposites. The effects of different reaction conditions on the adsorption capacity of samples for Congo Red (CR) dye were investigated by controlling the amount of hexadecyl trimethyl ammonium bromide (CTAB), the weight ratio of CMC to OMMT, the reaction time, and the reaction temperature. Results from the adsorption experiment showed that the adsorption capacity of the nanocomposites can reach 171.37 mg/g, with the amount of CTAB being 1.0 cation exchange capacity (CEC) of MMT, the weight ratio of CMC to OMMT being 1:1, the reaction time being 6 h, and the reaction temperature being 60°C. The CMC/OMMT nanocomposite can be used as a potential adsorbent to remove CR dye from an aqueous solution.     

蒙脱石含量对黏土表面干缩裂隙影响试验研究

蒙脱石作为膨胀土中主要的黏土矿物成分,对膨胀土胀缩性质及裂隙性具有重要的影响。为研究蒙脱石含量对裂隙发育的影响同时规避其他成分的影响,对13组不同蒙脱土含量的蒙脱土-石英砂饱和泥浆样进行了干燥试验,试验控制温度为40 ℃。     

低黏土矿物含量原状泥岩膨胀力试验研究

以兰新铁路第二双线某典型原状泥岩为对象，采用平衡加荷法，进行了3组不同膨胀特性土体在初始含水量分别为2%，6%，10%，14%和18%时原状泥岩试验，以研究土体自身膨胀特性和初始含水量对原状泥岩膨胀力的影响。试验结果表明:膨胀力时程曲线变化与土体渗水速度相关；膨胀力随初始含水量增大逐渐减小，膨胀力增量随含水量增量增长变化规律为先增后减；膨胀力与土体蒙脱石含量有关，低初始含水量时，膨胀性矿物颗粒含量对土体膨胀力影响显著；高初始含水量时，膨胀性矿物颗粒含量对土体膨胀力影响减弱。通过对试验数据的进一步分析，拟合了土体等效蒙脱石含量和初始含水量两种工况下环刀样膨胀力经验式，试验结果与计算结果相吻合，为膨胀泥岩地区工程建设提供了一定的理论支撑。     

陇南地区膨胀土微观结构与膨胀性

利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)试验研究了陇南地区十天高速公路沿线膨胀土的微观结构和矿物成分,并对该地区膨胀土膨胀性进行了判断。试验结果表明,该地区膨胀土颗粒基本呈无弯曲或有弯曲薄片状,即应为蒙脱石或蒙脱石伊利石混层矿物颗粒;薄片状矿物颗粒以层状面-面接触,各矿物颗粒间存在狭小缝隙;定性与定量分析了膨胀土的矿物组成,其中蒙脱石含量较少,伊利石、高岭石和石英含量较高。经判断得出陇南地区十天高速公路甘肃段沿线膨胀土为弱膨胀土。     

地下厂房施工过程的三维非线性数值模拟分析

根据冗各电站地下厂房开挖支护的施工顺序,以隐式杆单元模拟锚杆,以壳单元模拟混凝土喷层,采用三维非线性有限元技术,对洞室群的开挖支护动态过程进行了模拟计算。通过三维非线性有限元计算分析得到:洞室群动态开挖过程中围岩应力变形的分布规律,围岩塑性区的发展规律,锚杆受力变化情况。计算结果表明:整个开挖过程中,洞周围岩位移变化规律正常,量值较小,塑性区主要分布在洞室周边,围岩稳定性较好;但在洞室交叉口处围岩的变形较大,出现较大范围的塑性区,在此基础上提出了支护措施优化方案,并对优化方案的效果进行了评价。     

Evaluation of freshwater mussel relocation as a conservation and management strategy

The relocation of unionacean mussels is commonly used as a conservation and management tool in large rivers and streams. Relocation has been used to recolonize areas where mussel populations have been eliminated by prior pollution events, to remove mussels from construction zones and to re-establish populations of endangered species. More recently, relocation has been used to protect native freshwater mussels from colonization by the exotic zebra mussel Dreissena polymorpha. We conducted a literature review of mussel relocations and evaluated their relative success as a conservation and management strategy. We found that 43% of all relocations were conducted because of construction projects that were forced to comply with the Endangered Species Act 1973 and that only 16% were monitored for five or more consecutive years. Most (43%) relocation projects were conducted from July to September, presumably a period when reproductive stress is relatively low for most species and the metabolic rate is sufficient for reburrowing in the substrate. The mortality of relocated mussels was unreported in 27% of projects; reported mortality varied widely among projects and species and was difficult to assess. The mean mortality of relocated mussels was 49% based on an average recovery rate of 43%. There is little guidance on the methods for relocation or for monitoring the subsequent long-term status of relocated mussels. Based on this evaluation, research is needed to develop criteria for selecting a suitable relocation site and to establish appropriate methods and guidelines for conducting relocation projects.     

基于模型试验的河床砂砾石层基本特性研究

为了经济可靠地确定深厚覆盖层的基本特性参数,以大渡河双江口水电站坝基河床砂砾石层基本特性研究为工程背景,进行大尺寸模型试验,研究河床砂砾石层的旁压模量和动探击数随密度、级配以及上覆压力的变化规律。根据室内模型试验结果,结合现场旁压试验及钻孔试验成果,推断出坝址区河床砂砾石相关层位的密度,并依此进行砂砾石室内力学试验,获得设计所需力学参数。研究成果可为深厚覆盖层基本特性测试提供新的方法。