滩涂淤泥固化土力学特性试验研究

为进一步了解固化材料的种类和掺量等因素对固化土力学特性的影响,采用常规不固结不排 水三轴试验对水泥为主固化剂、氢氧化钠、三乙醇胺、粉煤灰、高炉矿渣和减水剂等为外掺剂配制而 成的固化剂固化滩涂淤泥的固化效果和固化土力学特性进行了试验研究．结果表明：在水泥基准掺 量的基础上,掺入一定量的氢氧化钠、三乙醇胺、粉煤灰和高炉矿渣后,滩涂淤泥固化土的强度得到 了一定的提高,但掺量超过一定值后,其强度反而随着外掺剂掺量的增加而变小．     

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%。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

上覆CRSS快速固化淤泥硬壳层厚度对淤泥地基承载特性的影响

复合型早强土壤固化剂（CRSS）具有快凝高强特性,利用自主研发的CRSS固化剂对表层淤泥快速固化并作为上覆硬壳层,通过模型试验研究不同上覆硬壳层厚度（3、6、9、12 cm）条件下硬壳层破坏形式、p-s曲线特性、弯沉盆形状以及土压力分布规律,在现有弯沉盆变形理论基础上,结合试验结果,对弯沉盆变形形状函数进行修正。研究结果表明：随硬壳层厚度增大,硬壳层破坏形式由对折破坏过渡到冲切破坏;硬壳层厚度越大,扩散作用越明显,极限承载力越高,沉降相应增大;与荷载板中心点不同距离的沉降位移可用弯沉盆形状描述,提出了修正的对数弯沉盆假设变形计算公式,比线性弯沉盆假设变形计算公式更合理;土压力从中心向外呈下降趋势,沿深度方向逐渐减小;随硬壳层厚度增大,土压力分布更均匀。     

黄河下游冲积粉土地震液化机理及其判别

在粉土或砂土分布广泛的地区，地震液化是导致地基失稳和上部结构受损的直接原因之一.基于大量的现场调查,分析了黄河下游冲积粉土的成因及土体组成，在该区域粉土组成中粒径为0.005~0.020 mm的粉粒已经具备黏性，明显影响到粉土的工程性质.在动三轴试验基础上阐述了该区域粉土的动力特性和液化机理.最后结合该区域粉土土质特点和工程实例比较了现有的地震液化判别方法，指出该区域粉土液化判别应考虑黏性粉粒的影响，并依此利用塑性指数对液化判据进行了改进.对于该区域粉土，可将现行抗震规范中“黏粒含量10、13、16对应地震烈度7度、8度、9度判别为不液化”的规定，改为“塑性指数7.0、8.5、10.0对应地震烈度7度、8度、9度判别为不液化”.     

波浪荷载下粉质土动应变和动强度的试验研究

为寻找不同振动频率的波浪荷载作用下海底粉质土的动应变和动强度发展规律,进行了一系列的模拟不同振动频率的波浪荷载的动三轴试验.试验选用杭州湾地区分布较广的粉土,研究了振动频率的变化对粉土动应变和动强度的影响.试验结果表明,粉土的动应变和动强度的发展与土样所受的固结应力、围压、循环应力比和振动频率有关;在等向固结条件下围压对土样的累积轴向应变增长的影响作用是由波浪荷载振动频率的高低决定的;波浪荷载振动频率的改变对不同围压作用下粉土的动强度影响很大,并且在该类粉土中存在临界循环应力比.     

黄河小浪底水利枢纽减淤经济效益分析

以黄河下游堤防加高加固作为替代方案 ,采用替代工程费用法 ,对黄河小浪底水库减淤经济效益进行了分析 ,对所选替代方案的合理性进行了论证     

毛细水作用对粉土路基稳定性的影响

为了探索毛细水对粉土路基稳定性的影响,通过实验研究了粉土毛细水作用高度与含水量、含水量与回弹模量的关系,进而拟合了毛细水作用高度与压实粉土回弹模量的关系式。实验研究了含水量与压实粉土抗剪强度的关系,研究表明毛细水对粉土路基的刚度和抗剪强度的衰减影响显著。应用Abaqus 6.10有限元分析软件模拟计算不同水位下毛细水对粉土路基稳定性的影响,采用强度折减法计算不同水位粉土路基在标准轴载作用下的安全系数,得到毛细水作用高度与粉土路基稳定性的规律,为粉土路基的设计与施工提供了依据。     

淤泥絮体孔隙分形特性的提出、验证及应用

由于淤泥中细颗粒泥沙的絮凝作用造成淤泥含水率较高且水分较难去除,淤泥絮体性质的研究逐渐成为淤泥处理研究中的重要内容.在前人研究的基础上,提出淤泥絮体孔隙具有分形特征的假设.以武汉沙湖淤泥为例,使用图像分析法检验这一假设的存在性,接着通过室内实验探讨了淤泥絮体孔隙分形维数的应用.实验结果表明:淤泥絮体孔隙具有统计意义上的分形特征,其二维分形维数越大,絮体孔隙总面积越大、等效孔径相差越大,淤泥沉降速度越小.     

黄河冲积粉砂土的可塑性与压实控制标准分析

分析了黄河冲积粉砂土的自身物理力学与压实性能 ,通过可塑性试验、级配分析、击实试验和压缩性试验 ,指出液、塑限和塑性指数不宜作为评判黄泛区粉砂土工程性质的标准 ,空气体积率作为该类土的压实控制标准比压实度更为合理 ,建议取消路基 90区压实度标准 ,把下路堤压实度提高到 93% ,上路床提高到 98% .     

海原县淤地坝发展建设现状及存在的问题和对策

开展淤地坝建设,能有效地控制水土流失、减少入黄泥沙,而且对提高当地水资源利用效率、促进农村产业结构调整、确保退耕还林还草成果以及加快全面建设小康社会步伐,也具有十分重要的促进作用．首先介绍了海原县淤地坝建设的发展历程及现状,在此基础上分析了淤地坝建设所产生的生态效益、经济效益和社会效益,得出淤地坝建设对海原县的生态建设、农业生产、人民生活都具有重要作用;其次总结了目前条件下淤地坝建设管理中存在的6个方面的问题,包括遗留、规划、投资、管理等方面;最后提出今后淤地坝建设发展的5项对策和建议．     

纤维对纳米二氧化硅-石灰改良粉土力学性质的影响

山东黄泛区粉土分布广泛,在铁路路基填料紧缺的情况下,常用改良粉土作为路基填料。选用纳米二氧化硅和石灰作为改良剂,对黄泛区粉土进行改良,并通过击实试验以及无侧限抗压强度试验对其强度进行测定,发现纳米二氧化硅-石灰改良粉土虽然强度有显著提升,但也呈现出脆性较大的不良特性。为改善纳米二氧化硅-石灰改良粉土的脆性,在改良粉土中加入聚丙烯纤维,并通过试验研究了纤维掺量和长度对纳米二氧化硅-石灰改良粉土强度和脆性的影响,确定纤维的最优掺量和最优长度。结果表明：纤维的加入能改善纳米二氧化硅-石灰改良粉土的脆性,提高其抗压及抗剪强度;当纤维掺量为0.4%、纤维长度为2 cm时,改良效果最好。     

非饱和粉土回弹模量的应力依赖性与水敏感性耦合分析

为了研究路基内部应力状态和含水率变化对回弹模量的影响,建立了路基土回弹模量的预估模型。根据室内三轴重复加载试验结果,研究了应力依赖性控制指标的选择,结果表明:体应力变化时,回弹模量不具有单调变化的规律,所以不宜作为应力依赖性的控制指标;而利用围压和偏应力作为控制指标时则能全面的反映回弹模量的变化规律。根据土水特征曲线,利用基质吸力表征含水率的影响,构建应力依赖性和水敏感性的耦合模型,并通过试验结果的拟合验证,发现该模型能够较好地反映回弹模量随应力水平和含水率变化的规律。