南沙港淤泥固化前后物理力学性能和微观结构变化

为找出广州南沙港某油罐仓储区工程淤泥加固时固化剂的最优配比,取该工程区典型淤泥,以水泥、石灰、石膏、水玻璃和减水剂作为固化剂,对淤泥进行加固试验研究,以无侧限抗压强度来检验加固效果,找到最佳的固化剂掺量,并进行固化淤泥与原状淤泥力学性能和微观结构变化的对比研究。试验结果表明,水泥、减水剂、水玻璃、石膏和石灰掺量分别为20%,1.5%,10%,6%和16%时淤泥的固化效果最佳;影响固化土强度的5个因素中,水泥掺量影响最大,石膏掺量影响最小。相比原状土样,最优配比固化淤泥试样的渗透系数和孔隙率分别减小81.0%和59.8%,三轴不固结不排水试验的黏聚力和内摩擦角分别是原状土样的3.8和4.9倍,固化淤泥的物理力学性能得到明显改善。     

河道淤泥固化土干湿耐久性试验分析

选取有机质含量分别为7.8%和11.9%的两种河道淤泥材料,分别掺加普通硅酸盐水泥、生石灰、粉煤灰、减水剂等固化剂制备试样,并分别进行了试样物理化学属性、热重差热分析以及干湿循环试验、无侧限抗压强度试验、击实试验及结果分析,揭示了淤泥固化土在干湿循环作用下强度的变化机理。结果表明,通过掺加固化剂改造淤泥固化土,提升其工程性能的做法切实可行,通过选择固化剂类型、掺量及改性技术,最终达到河道淤泥资源化利用的目的。     

固化海相土抗拉强度特性研究

试验分析了固化剂掺量、养护龄期和含水率对固化海相软土的抗拉强度影响规律。结果表明，水泥和石灰混掺的固化效果明显优于水泥和粉煤灰混掺。水泥+石灰混掺的固化土各龄期抗拉强度均比水泥+粉煤灰的高，前者是后者的1.3～2.9倍。海相软土的初始含水率为60%时，28 d固化土抗拉强度较7 d龄期提升了14%～27%。初始含水率增至80%后，28 d固化土抗拉强度较7 d龄期提升了120%～170%。相同固化剂掺量下，海相软土的初始含水率对固化土抗拉强度影响显著。固化土无侧限抗压强度和抗拉强度呈正相关，水泥+石灰混掺固化土的28 d龄期抗拉强度是其无侧限抗压强度的9%～16%。指出影响固化海相软土抗拉强度的因素依次为初始含水率、养护龄期、固化剂掺量。固化剂掺量中水泥掺量的影响最大，粉煤灰掺量次之，石灰掺量影响最小。实际工程中，降低土体初始含水率，保证充足的养护时间以及选择合适的固化剂掺量能提高固化土的抗拉强度。     

生活垃圾焚烧底灰在疏浚淤泥固化中的应用

针对生活垃圾焚烧底灰和疏浚淤泥处置难的问题,提出将焚烧底灰作为骨架材料与疏浚淤泥混合固化的处理技术。分别以石灰、石膏、水泥为固化剂开展淤泥—焚烧底灰混合固化试验,通过无侧限抗压强度及耐水性测试,研究各固化剂的固化效果。结果发现:焚烧底灰对淤泥固化具有良好的促进作用;水泥的固化效果最好,掺量仅为4%的固化土7 d无侧限抗压强度可达到400 k Pa,且耐水性较好,满足填土要求,具有推广价值。     

水泥对淤泥质土固化效果的试验

为研究水泥对淤泥质土的固化效果,对不同水泥掺量和不同养护龄期(7d、14d、28d)的淤泥固化土无侧限抗压强度进行了试验。结果表明:淤泥固化土的无侧限抗压强度与水泥的掺量和养护龄期有关,随着水泥掺量的添加,土由塑性破坏转化为脆性破坏。     

淤泥质土固化与强度特性试验研究

为了实现淤泥质土的大规模有效固化,解决水泥土早期强度低、淤泥质土易造成环境污染等问题,将水泥作为主固化剂,粉煤灰、聚羧酸高效减水剂(减水剂)、铝酸钙和钙基膨润土(膨润土)作为外掺剂固化淤泥质土。通过无侧限抗压强度、pH值、含水率以及电导率试验,探究固化土的特性变化规律,确定复合固化剂的最佳配比。结果表明,水泥、粉煤灰、减水剂、铝酸钙和膨润土掺量为22%(质量分数,下同)、5%、0.20%、2%、6%时,固化土固化效果达到最优。微观结构表明,复合固化剂的掺入有利于强度高、难溶、具有膨胀性的矿物晶体以及胶凝物质的生成,使得固化土的结构更加紧密、强度提高。     

水泥固化淤泥无侧限抗压强度试验研究

为研究初始含水率和水泥掺量对水泥固化淤泥无侧限抗压强度的影响,对龄期为28天,初始含水率为100%、150%和200%,水泥掺量为2%、3%、4%、5%和6%共15组水泥固化淤泥试样进行无侧限抗压强度试验。试验结果表明,随初始含水率增大,单位体积水化产物减少,难以形成整体强度,水泥固化淤泥无侧限抗压强度降低;随水泥掺量增大,水泥水化物胶结填充淤泥土颗粒作用越明显,水泥固化淤泥无侧限抗压强度增大。     

渭河淤泥再生轻量土强度密度变化规律预测

为了合理利用高含水量淤泥与废弃泡沫塑料,以渭河淤泥为原材料制成轻量土,通过密度试验和无侧限压缩试验,分析密度、无侧限抗压强度与水泥掺量、泡沫塑料掺量、龄期的关系,并建立配方公式。结果表明:轻量土密度主要受泡沫塑料掺量影响,随着泡沫塑料掺量的增加轻量土密度减小,理论密度与实测密度之间误差较小;轻量土的无侧限抗压强度受泡沫塑料掺量、水泥掺量、龄期影响,无侧限抗压强度随着水泥掺量的增加而增大,随着泡沫塑料体积比的增大而线性减小,随着龄期的增加而增大,但龄期60 d以后强度基本稳定;综合考虑密度、强度的影响因素,固定含水量为92.04%和龄期为28 d,利用线性关系拟合法和指数关系拟合法,建立了两种经验配方公式。     

南水北调东线疏浚淤泥固化力学性质试验研究

为了处理南水北调东线工程中产生的大量疏浚淤泥,采用固化方法对其进行改良,进行了室内试验研究。结果表明,添加水泥处理高含水率疏浚淤泥时,淤泥固化土强度受初始含水率影响较大,且影响淤泥固化土的强度因素包括：水泥掺量、水泥强度等级、龄期等因素;淤泥掺加不同强度等级而形成的淤泥固化土无侧限抗压强度随水泥用量增大而增大,随龄期的增长而增长;龄期对淤泥固化土无侧限抗压强度的提高比水泥掺量的影响更为显著;运用52.5等级普通硅酸盐较32.5等级普通硅酸盐水泥固化后对强度提升效果较为显著。     

固化淤泥土压缩特性分析

为研究固化剂种类与掺量对海相沉积淤泥固化效果的影响,以唐山南堡典型滨海沉积淤泥为研究对象,通过单掺固化压缩试验,结合粉煤灰废物利用问题,分析了水泥、生石灰及粉煤灰等不同固化剂及掺量对该淤泥固化后压缩特性的影响.结果显示:该淤泥在未固化前为高压缩性土,而在添加一定掺比的水泥、生石灰和粉煤灰并进行7d龄期养护后,淤泥试样的...     

疏浚淤泥与焚烧底灰混合固化方法的试验研究

针对疏浚泥黏粒含量多、含水率高、强度低等特性,利用生活垃圾焚烧底灰的骨架作用、吸水性能及火山灰活性将其掺加到疏浚淤泥中,以水泥为固化剂,开展固化试验研究。首先对焚烧底灰和疏浚淤泥的理化特性进行了测试和研究,分析了焚烧底灰掺量对疏浚淤泥颗粒级配的改善效果及减水效果。通过不同焚烧底灰掺量的混合料的击实试验及直剪实验,确定了焚烧底灰与疏浚淤泥的最佳配合比为3∶7,此时混合料击实密度最大,减容效果最好。对不同初始含水率的疏浚淤泥采用不同掺量的水泥开展固化配方试验,测试了7~28 d龄期的固化淤泥的抗压强度。测试结果表明:对于初始含水率50%~70%的疏浚淤泥,4%水泥掺量及30%焚烧底灰掺量的固化淤泥抗压强度大于无侧限抗压强度,满足填土材料的强度要求。以水泥为固化剂的焚烧底灰和疏浚泥混合固化技术具有较好的技术和经济可行性,有望应用于工程实践。     

复合水泥土无侧限抗压强度正交试验研究

脱硫石膏与粉煤灰混合后可复合成一种新型活性胶凝材料,针对其在工程中的运用情况,采用正交试验法研究了不同养护龄期下水泥掺量、脱硫石膏及粉煤灰对水泥土抗压强度的影响,分析了各因素水平之间的差异。研究结果表明:水泥掺量对水泥土无侧限抗压强度影响最大,脱硫石膏与粉煤灰在3 d时对水泥土的无侧限抗压强度基本无影响,后期随着龄期的增大对其有一定影响;同时脱硫石膏在28 d前对水泥土的无侧限抗压强度影响比粉煤灰稍显著,28 d后粉煤灰的影响则稍显著。     

水泥-粉煤灰-脱硫石膏固化铅污染土强度特性及预测方法

为了研究复合水泥材料固化铅污染土的强度特性,采用水泥、粉煤灰与脱硫石膏混合形成的固化剂(CFG)对铅污染土进行固化处理,基于正交试验的方法进行无侧限抗压强度测试,研究铅离子浓度与CFG掺量对土体强度特性的影响规律。结果表明:固化土的抗压强度随CFG掺量增加而增大,随铅离子浓度增加而降低;养护7 d前铅离子浓度和固化剂掺量对土体抗压强度的影响,前者大于后者,而7 d后后者大于前者;在3,7 d时2种因素对于土体的强度的影响均较小,在14 d时该影响大幅提升,到28 d时影响特别显著。结合试验成果,提出了基于养护龄期和CFG掺量的强度预测公式,研究成果可供从事铅污染土修复工作的科研人员参考。     

工业废料固化浅层淤泥质土研究

我国滨海地区广泛分布淤泥质土,对其开展固化研究具有重要意义。以工业废料为固化材料,开展了针对浅层淤泥质土的固化剂研究。首先根据各种工业废料的自身性质,选出粉煤灰、磷石膏、电石渣共3种常见的工业废料作为固化剂的主要成分;然后,再通过混料试验,分别得到3,7,28 d的无侧限抗压强度回归方程,并计算得到各龄期所对应的最优配比。最后得出固化剂各组分质量的最佳配比为粉煤灰∶磷石膏∶电石渣=21.6∶26.8∶51.6,该配比在水化物反应过程中的协调性良好,并将该配比下的固化剂命名为JX18。试验结果表明:经JX18固化处理后的淤泥质土在7 d后无侧限抗压强度达到413.6 kPa,满足大型机械上机施工要求。研究成果可为滨海地区淤泥质土的地基处理提供一定的理论指导。     

洞庭湖区掺粉煤灰水泥土性能试验研究

采用粉煤灰代替部分水泥作为胶凝材料的水泥土桩法,近年来逐渐在软弱地基的加固处理中得到应用。针对洞庭湖区湖泊相淤泥质软弱地基加固处理问题,结合该区域某分洪闸地基处理工程,在室内开展了不同粉煤灰掺量的水泥土试件的无侧限抗压强度、含水率以及中心部位土样溶液pH值的测定试验,然后探讨建立了不同粉煤灰掺量的水泥土无侧限抗压强度的组合指数式模型。研究结果表明:水泥土试件无侧限抗压强度在60 d龄期前随着粉煤灰掺量的增加而降低,但在90 d龄期时,不同粉煤灰掺量的4组试件强度值较为接近;水泥土试件含水率在28 d龄期之后随着粉煤灰掺量的增加而增加;水泥土试件中心部位土样溶液的pH值始终随着粉煤灰掺量的增加而降低;采用组合指数式强度模型能较好地描述粉煤灰掺量和龄期对水泥土无侧限抗压强度增长规律的影响;通过对不同粉煤灰掺量水泥土桩方案进行比选,建议洞庭湖区水泥土中粉煤灰掺量应在20%左右为宜。     

CHF固化剂对水泥土性能影响的试验分析

采用CHF高分子复合离子土壤固化剂,进行了一系列的固化土对比试验,分析了水泥掺量、固化剂掺量、成型压力对固化土无侧限抗压强度及抗渗性能的影响。结果:固化剂掺量0.02%,水泥掺量为8%的固化土能满足渠道工程的要求,且较为经济。     

海相沉积淤泥复合固化强度的试验研究

针对现有淤泥固化试验采用的固化剂相对单一的问题,为了系统研究多材料固化滨海沉积淤泥强度特性,以唐山南堡典型滨海沉积淤泥为研究对象,通过对比单掺、双掺及三掺等固化剪切强度,结合粉煤灰废物利用问题,系统研究了水泥、生石灰及粉煤灰等不同固化剂组合对滨海相沉积淤泥固化强度的影响。结果表明:不同固化剂对滨海相沉积淤泥抗剪强度影响的差异较为明显,抗剪强度基本随掺加固化剂的种类增加而增加,掺加6%生石灰、10%水泥和6%粉煤灰28 d龄期的固化淤泥抗剪强度最高,其黏聚力为238.4 kPa、内摩擦角为32.94°;抗剪强度指标的提高随龄期的变化存在差异,即淤泥单掺生石灰抗剪强度指标的提高主要在养护后期,施工中可适当增加闷料时间以使生石灰和淤泥颗粒反应充分;采用水泥来固化淤泥可在短期内明显提高强度,在高含水率的淤泥材料施工中有更好的工程效果;固化剂掺量相同情况下,抗剪强度随着龄期增长而增加。研究成果对滨海沉积淤泥的固化和工程应用具有参考价值。     

水泥固化高含水率淤泥抗压试验研究

云南某巡护道路路基埋深22 m范围内均为淤泥层,天然含水率最高达186.0%,有明显的流变特性,物理力学性质极差。采用水泥土搅拌桩加固处理过程中,多次发生浇筑穿孔现象,成桩困难,实测单桩承载力仅约20 kN。为解决水泥搅拌桩的成桩问题,形成满足设计要求的高含水率淤泥固化配方,在工程调查和数据分析的基础上,以水泥为固化剂,分别考虑50%、100%、150%及200%含水率,以及3 d、7 d、14 d、28 d等养护龄期,系统研究了固化高含水率淤泥的无侧限抗压强度。结果表明:满足水泥土试块90 d龄期抗压强度不小于1 200 kPa,淤泥含水率50%、100%、150%、200%段落的水泥掺比相应为20%、30%、40%以及不低于40%。     

水泥-水玻璃固化东湖淤泥的室内试验研究

为了探究处理武汉城中湖大量淤泥的方法,采用水泥与水玻璃(硅酸钠的水溶液)作为固化剂,从硅酸钠掺入比、水泥掺入比、龄期和应力-应变关系入手,对100多组具有不同水泥掺入比、硅酸钠掺入比的淤泥固化土试样进行了室内无侧限抗压强度试验。结果表明：硅酸钠对增强淤泥固化土的强度作用明显,最高可以达到同等条件下未掺硅酸钠时的3.6倍,水泥掺入比一定时,存在最佳硅酸钠掺入比;硅酸钠掺入比一定时,淤泥固化土强度随水泥掺入比的增大而增大;淤泥固化土强度与龄期呈近似线性关系;固化土的应力-应变曲线呈应变软化型,具有明显的应力峰值点,表现为脆性破坏。     

石灰改性淤泥的抗压和抗剪强度试验研究

对未改性淤泥和石灰改性淤泥进行无侧限抗压强度试验,得到了长期养护90 d和360 d试样的应力应变关系、抗压强度、变形模量和破坏应变。通过固结排水直接剪切试验,得到淤泥固化前后的剪切应力位移关系、凝聚力和内摩擦角。结果表明:石灰的掺入使试样破坏应变明显减小,无侧限抗压强度和变形模量显著增加;石灰掺量达到某种程度后,继续添加石灰并不能改善土体力学性质,反而会引起劣化效果;抗压强度与变形模量之间服从线性关系,抗压强度与破坏应变之间服从幂函数关系;石灰掺量和法向压力变化会诱发试样剪切应力位移曲线发生变化;石灰可有效提高淤泥试样的凝聚力,但对内摩擦角并无显著影响。