淤泥减水后淤泥海砂混合料固化试验研究

为了研究物理力学性质接近工程要求的淤泥海砂掺合比,首先通过晾晒及掺入生石灰的方式对淤泥进行减水,找到易于破碎均匀的含水率,再按照不同质量比掺合且依据不同的试验规定进行制样,设计不同的养护龄期样品。在相对应龄期通过直剪试验、压缩试验、无侧限抗压强度试验以及渗透试验来甄选适合于工程实际的掺合比。结果表明:海砂与石灰土的掺合比为1∶2时,黏聚力基本达到峰值,内摩擦角随石灰土比重增加而减小,养护28 d后混合料接近低压缩性土,也满足对渗透要求低的工程。     

工业固废碳化固化淤泥的力学性能及机理研究

为改善淤泥的力学特性,提高其抗变形能力,采用电石渣、粉煤灰与矿渣作为环保固化剂,联合CO₂碳化固化淤泥。通过加速碳化试验、无侧限抗压强度试验、X射线衍射(XRD)和电镜扫描(SEM),对比分析不同固化剂掺量、碳化时间、碳化深度对试样力学性能和微观结构的影响。结果表明：碳化6 h试样抗压强度得到明显提升,提升幅度为16%～25%;试样强度随着碳化时间先增加后减小,最佳碳化时间为6 h左右;碳化6 h后的pH值从11～14降低到10～12;固化淤泥碳化深度与碳化时间的平方根近似为线性关系;碳化后试样破坏,应变基本不变,但峰值应力明显增大,碳化试样变形模量高于未碳化试样;工业固废碳化固化淤泥试样所生成的水化产物为CaCO₃晶体,以针状的文石和方形的方解石形式存在,共同构建土体内部骨架,形成非常密实的交叉体系。     

河底淤泥固化处理及相关试验

提出了将一定的胶结料加入河底泥层,利用无机材料的化学反应及胶结料与淤泥之间的相互作用形成与混凝土相似的固化层。以该固化层作为河底,一方面可以减少河道清淤工程量;另一方面,将淤泥中的有害物质固结在固化层内,减少或减缓有害物质溶出造成的二次污染。     

水泥固化土强度特性试验研究

为研究水泥固化土强度特性,对水泥固化土进行室内不固结不排水三轴试验。结果表明,达到一定应变条件下,随着围压的增加水泥固化土应力不断增加。说明随着围压的增加,水泥固化土的强度不断增强,水泥对土体具有很好的加固作用。从不同水泥固化剂掺量应力应变关系曲线可知,水泥固化剂掺量对应力应变关系的影响从大到小顺序为5%、8%、12%、2%。随着水泥固化剂掺量的增加,破坏应力与应变成"波浪型",在水泥掺量5%处出现一峰值点。水泥固化剂掺量对固化土抗剪强度的影响,随着水泥掺量的增加黏聚力增加,但在水泥掺量5%～8%出现平稳过渡段,然后继续增加,而内摩擦角却几乎保持不变,说明水泥可以很好地改善土体强度,水泥固化土抗剪强度的重要指标是黏聚力。因此,采用水泥来加固土体,可以大大改善土体的力学性能,选取水泥掺量5%作为最佳配比,最经济合理。     

固化疏浚淤泥作路基材料工程特性试验研究

为了探讨粉煤灰和工业矿粉固化疏浚淤泥作路基材料的可行性,通过一系列室内实验研究了不同固化剂配比对固化淤泥击实特性、水稳定性、承载力和抗剪强度的影响。实验结果表明,不同固化剂配比下固化淤泥的最大干密度均超过1.50 g/cm³,最优含水率约为20~21%;淤泥固化处理后浸水4 d的膨胀率均不超过1.1%,水稳性大幅提升;矿粉含量越高,粉煤灰含量越低,CBR（California Bearing Ratio）值越高,土样的承载力越高,抗剪强度也越高。不同工况浸水4 d的CBR值均达到了较高的水平,工况SD10FA20MP（淤泥：粉煤灰：矿粉=7：1：2）CBR值最高,达到了34.8%,是规范中高速、一级公路路基填料要求最低CBR值的4.35倍,作路基填料使用可行。     

轴向循环加载条件下人工制备结构性土力学特性

为探讨结构性土的力学特性和变形机理,对人工制备的弱胶结结构性土样进行了轴向加载—卸载—再加载的三轴压缩试验,分别在围压为25和100 kPa时进行了固结排水和固结不排水压缩试验.结果表明:随着荷载的逐渐增加,结构性土样的结构逐渐弱化,其特性逐渐趋向重塑土的特性;在固结排水条件下,在整个轴向加载—卸载—再加载过程中,结构性土样总体上体积收缩.但在轴向应变较小,颗粒间的胶结保持较完好时,在卸载时会出现局部剪胀或体积收缩不明显,区别与重塑黏土的特性;在固结不排水条件下,产生正的孔压,轴向卸载时,在应变较小的情况下,孔隙压力减小,在应变较大的情况下,孔隙压力增大,且围压大时孔隙压力增加的量值大.     

固化淤泥土压缩性试验研究

淤泥由于含水率高强度低,无法直接作为工程用土。对淤泥进行固化处理,可以实现废弃淤泥的资源化利用。选择常州市武进区废弃淤泥作为研究对象,利用42.5普通硅酸盐水泥作为固化添加剂,通过固化淤泥的单向压缩试验,探讨4种水泥参量变化条件下共24个试样的压缩变化机理,描述水泥添加量对压缩模量的影响,分析其影响规律。通过试验对比分析,可知：同一含水率下,淤泥随着水泥参量的增加,试样压缩性减小;各试样在压缩试验过程中,其压缩变形规律基本一致,荷载达到200kPa时,其压缩性趋于稳定;随着固结压力的不断增加,沉降变形量逐渐减缓,最后趋于收敛;随着水泥参量的增加,同一应力条件下,试样稳定需要的时间缩短;淤泥固化效果在水泥参量接近50%时较优,超过此数值,强度虽提高,固化工作经济效益降低。     

水泥砂浆土力学性质试验研究

根据水泥土处理有机质含量高的淤泥质土不理想的工程实际,提出添加少量砂作为添加剂与水泥土共同工作,形成水泥砂浆土。应用GDS自动三轴系统对水泥砂浆土的三轴力学特性进行研究,得到了水泥砂浆土在不同围压不同龄期下的力学性能,为工程设计提供参考。     

城市河道淤泥特性及改良试验分析

本文采用试验的方式研究城市河道淤泥特性,研究方式以土工试验、X射线荧光光谱及XRD试验主,分析我国南京淮河疏浚淤泥的物理性质、化学成分及矿物成分等特性.最后通过试验结果进行淤泥特性的改良试验,旨在为我国处置城市河道淤泥提供参考价值.     

纤维材料对流动化处理土力学特性影响的试验研究

为了使工程渣土成为可再次利用的新型建筑材料,首先探究了水泥固化材料对渣土的强度影响,然后将废旧报纸棉状化处理后制成再生纤维,将水、水泥和再生纤维混合在一起,通过流动化处理土工法得到新型改良固化土,利用三轴压缩试验探究再生纤维材料对固化渣土强度与变形特性的影响。结果表明:水泥主要通过改善固化土的黏聚力,提高初期杨氏模量和强度;纤维主要通过其增韧阻裂作用,提高土的内摩阻力,从而提高固化土的力学性能。最后,试验选用两段式拟合方程对不同掺量再生纤维固化土应力-应变曲线拟合,得到了较高的拟合度,较好地反映了其变形特性。     

碱激发粉煤灰固化淤泥的强度特性及微观机制研究

为解决废弃淤泥资源化,以及单一水泥固化剂高能耗、高污染、高排放等问题,采用碱-粉煤灰混合料对淤泥进行固化处理,考虑不同养护龄期、激发剂和固化剂掺量条件,开展无侧限抗压、X射线衍射和扫描电子显微镜试验,观测了固化淤泥的典型矿物组成和微观结构特征。结果表明,对于石灰-粉煤灰混合料而言,Na₂SO₄与NaOH的单独激发效果相当,NaOH和Na₂SO₄两者复合激发效果优于单独激发。     

人工制备有机质固化土力学特性试验研究

为了探讨有机质对水泥固化土物理力学特性的影响以及固化剂XGL2005的固化效果，在软土中添加腐植酸配制得到了不同有机质含量的人工有机质土，并进行了液塑限试验；另外，对单掺水泥固化与水泥添加固化剂XGL2005复合固化有机质土进行了无侧限抗压强度对比试验.试验结果表明,人工有机质土的液限以指数形式增长，塑限则呈线性形式增加；随着固化土中有机质质量分数的增加，固化土的强度呈对数形式下降；而随着固化剂XGL2005掺量的增加，固化土的强度呈幂函数形式增长；固化剂XGL2005可有效消除有机质的不利影响，显著增强水泥固化有机质土的效果.在分析水泥质量分数、固化剂掺量(质量分数)和龄期对强度影响规律的基础上，通过回归分析建立了既可考虑有机质质量分数对强度削减的影响，又能考虑水泥质量分数、固化剂掺量(质量分数)和龄期对强度增强影响的预测模型.     

固化淤泥掺建筑垃圾制备免烧砖的研究

为解决由疏浚工程产生的淤泥的堆积问题并有效提高淤泥的循环利用率,以淤泥为主体材料,建筑垃圾为骨料,掺入固化剂和水泥,制备免烧砖,并研究不同因素对免烧砖性能的影响。免烧砖性能按GB/T 2542—2012《砌墙砖试验方法》测试。结果表明：以质量分数60%淤泥、20%建筑垃圾、20%水泥,并掺入与水泥等量的10%质量浓度的固化剂溶液,水灰比为0.5,制备的免烧砖抗压强度为10.07 MPa,抗折强度为2.74 MPa,吸水率为12.87%,符合《砌墙砖试验方法》的要求。淤泥免烧砖的制备能提高淤泥和建筑垃圾的循环利用率,符合绿色发展的要求。     

不同结构面倾角节理岩体三轴试验力学特性

为了掌握贯穿型节理岩体的变形和破坏规律,对人工制备的不同倾角模拟节理岩体圆柱试样进行了系列静力三轴试验,得到了相关的应力应变曲线结果和破坏特征,进而分析了结构面倾角对节理岩体试样力学特性的重要影响.结果表明:1)随着结构面倾角的变化,节理岩体试样的应力应变曲线将不全为典型的四阶段曲线,在结构面倾角较大时结构面的变形特征十分显著,峰前曲线发生了明显转折,结构面变形占据了主导作用.2)峰值强度、残余强度和峰前线性阶段变形模量随结构面倾角增大而单调降低,而试样的脆性和剪胀性强弱、压密阶段的变形模量以及体胀、体缩量最大值等与结构面倾角的变化关系则均为非单调的.3)结构面的倾角大小影响了其与基质的相互作用规律,使得结构面或基质或者两者一起控制了节理岩体试样的变形、强度和破坏,从而形成了节理岩体试样显著不同的变形、强度和破坏特征,其变形和强度各向异性与破坏模式随结构面倾角变化而不同.     

微生物固化砂土强度增长机理及影响因素试验研究

微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）可以显著改善砂土的工程力学特性,但其固化效果易受诸多因素影响。基于不同胶结水平微生物固化砂土试样,开展固结排水三轴剪切试验和扫描电镜测试,探讨了MICP技术的固化效果及其相关机理;在此基础上,研究了胶结液浓度、砂土初始密实度、胶结液浓度配比等因素对微生物固化砂土抗剪强度的影响。结果表明：随着胶结水平的提高,微生物固化砂土试样强度提高,试样的脆性也越显著。微生物固化砂土强度的增长主要源于碳酸钙晶体对土体黏聚强度的提高。微生物固化砂土的强度主要包括土骨架强度和碳酸钙晶体胶结强度两部分,前者受土体性质及相关参数影响,后者主要取决于碳酸钙晶体的含量。采用合适的砂土初始密实度,适当提高胶结液浓度以及胶结液中尿素的浓度占比,均可提高微生物固化砂土试样的胶结强度。     

工业废料固化高含水率疏浚淤泥强度特性分析

疏浚淤泥因含水率高而难以直接利用,将其固化成填土材料是一种有效的处理方法．本文通过试验对比分析了3种常见工业废料：粉煤灰、矿渣、磷石膏作为主要固化剂、添加少量生石灰或水泥做反应诱发剂组成的6类复合固化剂固化处理高含水率疏浚淤泥的效果．结果表明：复合固化剂固化疏浚淤泥可以获得较高的无侧限抗压强度;3种工业废料中,磷石膏复合固化剂的固化效果最理想;水泥和工业废料组成的水泥基复合固化剂效果优于石灰基复合固化剂．通过引入强度增长率概念,发现固化淤泥的无侧限抗压强度增长率和复合固化剂中工业废料掺灰比呈线性关系．基于此规律,本文还给出了含工业废料固化高含水率疏浚淤泥早期强度的预测公式．     

生物酶联合水泥固化淤泥力学性能及机理

为改良淤泥强度,环保、高效解决疏浚淤泥处理问题,采用生物酶联合水泥对淤泥进行固化处理。通过无侧限抗压强度试验、直接剪切试验初步分析了生物酶对水泥固化淤泥强度的影响规律,并通过阳离子交换量试验（CEC）、电动电位试验、扫描电镜测试（SEM）、X射线衍射试验（XRD）和红外光谱试验（FTIR）等手段进一步探究了其协同固化机理。结果表明:生物酶联合水泥固化处理对淤泥强度有明显提升效果,其强度最高可提升73.8%,且生物酶掺量、种类、养护龄期影响其固化效果,但生物酶不和土体内矿物发生化学反应;生物酶和水泥的联合固化作用主要通过促进淤泥内阳离子交换作用,降低土体的电动电位,提高水泥水化产物的胶凝作用,促进活性黏土矿物的胶结以及催化包膜结构的形成实现;各类生物酶中,路易酶的固化效果最好,其水泥固化淤泥7 d无侧限抗压强度达378.8 kPa、黏聚力达307 kPa、内摩擦角达52.3°,相比水泥固化淤泥分别提高73.8%、33.2%和55.2%。     

固化淤泥的路用性能及微观演化机理研究

采用碱激发胶凝材料对湖库底泥进行固化处置,开展无侧限抗压、承载比、pH测试和扫描电镜试验,通过分析固化淤泥的应力-应变特征、抗压强度、pH、形貌结构、典型水化产物等宏微观特性,评价了固化淤泥作为道路基层或底基层的适用性,揭示了固化淤泥强度性状与微观演化机制,结果表明：固化淤泥能够满足不同等级公路和交通条件下的基层或者底基层的强度要求,并且抗压强度随着pH的增大而提高,水化产物随着固化剂掺量的增大而增加,同时内部结构变得更加密实。     

化学固化对淤泥颗粒粒径及含水率影响的试验研究

以水泥、石灰和粉煤灰为固化材料,按照正交方法设计配合比,进行了淤泥的固化试验,通过测试固化淤泥的颗粒级配及含水率,研究了淤泥固化后其颗粒粒径分布及含水率的变化,探讨了固化材料中的各组分对淤泥固化效果的影响。结果发现,粉煤灰最有利于淤泥内部自由水和吸附水的减少,而石灰对于增大粒径效果最明显。淤泥经化学固化后,粘粒含量从34%降低到1%以下,强度稳定性和耐水性大大提高。     

固化磷石膏-疏浚淤泥混合土的工程性质研究

基于传统的固化技术,因地制宜的提出了将磷石膏和疏浚淤泥预先混合成基质土,再添加水泥进行固化的方法,以期达到经济有效地将废弃物转化为良质土资源的目的。在几种养护龄期下,通过对固化的不同混合比磷石膏-疏浚淤泥混合土进行无侧限抗压强度试验、直剪试验和渗透试验以明确合理的磷石膏/疏浚淤泥混合比例以及固化混合土的工程性质。根据试验结果,在综合分析了固化混合土的强度及渗透性的基础上,得出基质土中的磷石膏和疏浚淤泥最佳质量混合比约为1/3.5~1.2/1,此混合比例的基质土中在仅掺ac=100kg/m3的水泥的情况下无侧限抗压强度可达450~900kPa左右,渗透系数k在10-5~10-6cm/s数量级。