疏浚土作为填埋场粘土垫层防渗材料的研究

基于填埋场粘土类防渗垫层的3个关键因素:渗透性、强度、吸附性,对混合土(疏浚土和粉质粘土)与原粉质粘土做了大量对比试验。结果表明,在最优含水量时,前者的渗透系数低于后者,且随疏浚土掺入量增加而降低;前者的不固结不排水抗剪强度高于后者,且随疏浚土掺入量增加而增加;前者对Cu2 ,Zn2 的吸附能力远高于后者,在高浓度时对K 的吸附能力也较后者强,且随疏浚土掺入量增加有所增强。     

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     

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。     

经过桐油、糯米汁改性粘土的土工特性

为避免填埋场的渗漏,填埋场垫层需要低渗透性和吸附能力强的材料。目前国外普遍利用GCL,GCL可适当减薄粘土衬垫厚度,但不能被取代^[1]。在众多历史文献中,都提到我国古代传统的城墙和宫殿墙体是掺糯米汁等材料建筑而成。具有很高的强度。这种建筑技术凝结了历代工匠的智慧,经受住了时间的考验。值得如今建筑界人士仔细研究、吸收和发扬^[2]。而桐油是重要的战略物资,具有良好的防水性。糯米汁和桐油可以很好地弥补粘土渗透和强度的缺陷。     

非饱和粉质粘土的土水特性试验研究

本文简要介绍了非饱和土的吸力概念与土水特征曲线,针对土水特征曲线难以描述的问题,对北京地区普遍分布的非饱和粉质粘土进行研究。利用Tempe压力板吸力仪测出粉质粘土的土－水特征曲线,通过线性拟合分析得出其吸力方程,并对方程进行了误差分析。     

填埋场边坡土工衬垫结构的稳定性分析方法

本文针对现代卫生填埋场典型的防渗衬垫结构,分析了边坡衬垫破坏的原因和形式,结合计算分析了常用土工材料对边坡稳定的影响,并对不同条件下土工材料的选用以及工程设计中的一些注意事项提出了建议。     

非饱和粉质粘土的土水特性试验研究

本文简要介绍了非饱和土的吸力概念与土水特征曲线,针对土水特征曲线难以描述的问题,对北京地区普遍分布的非饱和粉质粘土进行研究.利用Tempe压力板吸力仪测出粉质粘土的土-水特征曲线,通过线性拟合分析得出其吸力方程,并对方程进行了误差分析.     

利用桐油和糯米汁改善黏土的强度及环境土工特性

充分利用桐油防渗性好、附着力强、耐酸碱、耐水、耐日光大气等性能和糯米汁黏糊度高、吸附强、胀度小等特点,将桐油、糯米汁掺入黏土中改善其环境土工特性。渗透、强度、等温吸附和扩散试验结果表明:黏土经桐油、糯米汁改良后,在最优质量比例为90∶5∶5时,渗透系数比未改良土下降2个数量级,同时对金属离子的吸附能力明显增强,尤其对Cu2+的吸附能力显著提高,并且明显地降低Cu2+的扩散系数。用扫描电子显微镜(SEM)对未改良土和混合土进行了微观形态结构研究,结果表明桐油能很好地分散并渗入黏土表面形成附着良好的包膜层。萧山黏土混合桐油和糯米汁后极大地改善了其作为黏土衬垫的环境土工特性。     

垃圾填埋场衬垫土壤材料对Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

通过静态平衡吸附试验对采用颗粒活性炭及酸活化膨润土改良的垃圾填埋场衬垫土壤材料吸附重金属的特性进行了观察。试验结果表明:研究中的所有土壤样本对Cr(Ⅵ)的吸附属于非线性的Langmuir模式。经颗粒活性炭及酸活化膨润土改良的衬垫土壤材料与天然黏土材料相比,对Cr(Ⅵ)的吸附强度有了很大的提高,说明颗粒活性炭和酸活化膨润土可以作为改良衬垫土壤的材料去吸附重金属。所有土壤样本对Cr(Ⅵ)的吸附量均随着温度的升高而增大,随着土壤固体颗粒浓度的增大而减小。Langmuir等温参数(qm,b)随着土壤固体颗粒浓度的增大而呈对数性减小,但随着土壤固体颗粒浓度进一步增大到某一临界值(例如200 g/L),其值基本稳定了,另外等温参数也随着温度的升高呈线性增大的趋势。由试验结果可以得出,采用较低的土壤固体颗粒浓度所确定的吸附参数值不适合模拟实际工程条件,其值将引起对垃圾填埋场衬垫的迟滞因子作出过高估计。因此,为了获得与实际工程条件比较接近的吸附参数值,静态平衡吸附试验必须在一个充分大的固体颗粒浓度条件下进行。     

氨氮在土工合成黏土衬垫中的扩散行为研究

氨氮是垃圾渗滤液中最具代表性的污染物之一,但其在土工合成黏土衬垫(GCL)中的扩散行为至今尚未得到重视。开展批式吸附试验和扩散试样浸提试验测定氨氮在GCL中的吸附分配系数;进行扩散试验测定氨氮在GCL中的扩散系数;基于试验得到的吸附分配系数和扩散系数,使用数值软件POLLUTE v7.0对氨氮在GCL中的运移行为进行模拟。试验结果表明,氨氮在膨润土上的吸附分配系数为0.017L/g,在GCL中的扩散系数约为9.0×10^-11m²/s。POLLUTE v7.0的模拟结果显示,当考虑扩散存在时,氨氮将提前30 a击穿GCL。     

有明粘土作为垃圾填埋场隔离层的环境岩土工程评价(英文)

通过室内实验并应用现有的计算软件,反算出在文中所述的试验条件下,两种重金属离子(Cd2+,Pb2+)在有明粘土中的有效扩散系数和分配系数。在此基础之上,对假定的垃圾填埋场于其下卧含水层的水质影响进行了计算分析和评估。     

Material properties of solidified soil grains produced from dredged marine clay

Solidified soil grains are produced by crushing a solidified soil mass which is made of dredged soil mixed with cement. It would be beneficial if these solidified soil grains could be used as fill material instead of sand/gravel. However, the strength property of solidified soil grains has not yet been thoroughly studied. In addition, as it is well known that solidified soil tends to deteriorate in seawater due to the leaching of calcium, it is necessary to make a complete study of the deterioration properties of solidified soil grains. In the current study, the material properties of solidified soil grains have been investigated. The test results revealed that (1) the strength of normal single solidified soil grains is smaller than that of natural rock grains, (2) the internal friction angle of solidified soil grains is greater than 30°, and (3) the internal friction angle of solidified soil grains tends to decrease along with the progress of deterioration; however, deterioration will not be experienced by solidified soil grains which have unconfined compressive strength larger than approximately 14?MN/m².     

非饱和土层中污染物运移过程的数值分析

针对填埋场下部为压实粘土衬里、非饱和土层和含水层的三层结构体系,建立了描述填埋场污染物运移的一维控制方程,在控制方程中考虑了压实粘土衬里的平衡非线性吸附方程与非饱和土层的线性吸附方程。采用数值法求解控制方程,通过变动参数探讨了污染物在三层结构体系中运移过程的各种影响因素。     

具有裂隙的压实黏土衬垫污染物迁移参数研究

压实黏土衬垫中裂隙的存在缩短了渗滤液击穿屏障的时间,减少了衬垫的服役时间。获得污染物沿裂隙迁移的参数,用于预测具有裂隙的压实黏土衬垫被渗滤液击穿的时间,对于防污屏障性能的评价具有重要的意义。采用不同孔隙率的砂模拟压实黏土中的裂隙,通过室内土柱实验分别获得Cl-在裂隙中的分子扩散系数和水动力扩散系数。试验结果表明,当裂隙开度d≥15 mm时,裂隙中Cl-的分子扩散系数与其在纯水中的分子扩散系数基本一致;当d15 mm时,分子扩散系数随裂隙宽度成指数下降。裂隙的水动力扩散系数约比分子扩散系数大3个数量级,当裂隙开度d≥10mm时,在不同水力梯度情况下,裂隙的水动力扩散系数基本维持不变,数值上与采用纯砂所获得的水动力弥散系数基本一致;当水力梯度i≥0.2时,水动力弥散系数的变化基本趋于稳定,不再受到裂隙宽度的影响。     

Barrier properties of a geosynthetic clay liner using polymerized sodium bentonite

The hydraulic and swelling properties of a polymerized bentonite (PB), and the self-healing capacity of a geosynthetic clay liner (GCL) using the PB as the core material (PB-GCL) were investigated experimentally. Five different test liquids included of deionized water, NaCl solutions (0.1 M and 0.6 M) and CaCl₂ solutions (0.1 M and 0.6 M) were used in this study. The PB exhibited a higher free swelling index (FSI) than that of the untreated bentonite (UB) for all test liquids. For permeability test, under a given void ratio (e), the value of k of the PB is much lower than that of the UB in NaCl and CaCl₂ solutions. The PB-GCL specimens demonstrated a higher self-healing capacity than that of the corresponding GCL specimens using the UB (UB-GCL). Specifically, when using a 0.6 M CaCl₂ solution for a 20-mm-diameter damage hole, the UB-GCL specimen provided a zero healing ratio (healed damage area/total damage area), but the PB-GCL specimen demonstrated an approximately 76% healing ratio. The results from this study indicate that the PB-GCL provided better barrier performance against cationic liquids with higher cation valence and concentrations compared to that of the UB-GCL.