生物改性对粉土工程性质影响的研究

将微生物技术引入岩土改性中,筛选出多种碳酸盐矿化菌和多糖黏胶菌,利用碳酸盐矿化菌ATCC64533、和多糖黏胶菌5的代谢产物对粉土的工程性能进行改性,并对改性土体进行渗透和无侧限抗压强度试验,测定土体工程指标的变化。通过扫描电镜(ESEM)分析,研究不同微生物改性粉土的微观结构特征,揭示微生物改性粉土的机理。研究表明,掺碳酸盐矿化菌和多糖黏胶菌对粉土的渗透性和无侧限抗压强度均有不同程度的影响。     

微生物改性对粉土某些特性的影响

将微生物技术引入岩土改性中,筛选出多种碳酸盐矿化菌和多糖粘胶菌,利用碳酸盐矿化菌ATCC 6453、3和多糖粘胶菌5、6的代谢产物对粉土的工程性能进行改性,对改性土体进行了渗透和无侧限强度试验,测定土体工程指标的变化。通过扫描电镜（ESEM）和能量弥散X射线(EDX)能谱分析,研究不同微生物改性粉土的微观结构特征,揭示微生物改性粉土的机理。研究表明：掺碳酸钙矿化菌和多糖粘胶菌对粉土的渗透性和无侧限抗压强度均有不同程度的影响。     

铁基灌浆对粉土特性影响试验研究

自然界广泛存在铁细菌,从土壤中筛选分离出的目标铁基菌株可将二价铁氧化成羟基络合物,最终形成具有很大的反应活性和吸附性的生物黏泥。本文利用目标铁基菌株及其代谢产物对粉土进行灌浆,比较素土和铁基灌浆土渗透系数和无侧限抗压强度的变化,并从微观结构上探讨铁基灌浆改性粉土特性的机理。结果显示:利用生物作用析出的矿物晶体和代谢产物可充填颗粒间的晶格构造、胶结土体颗粒,改善粉土的工程特性。     

氧化镁活性对碳化固化效果影响研究

碳化固化技术是近年来提出的一种低碳搅拌处理软弱土创新技术。该技术先采用Mg O水泥与土进行搅拌,再利用CO2对之进行碳化,以达到快速提高强度的目的。针对Mg O活性对碳化固化的影响规律进行了室内试验研究,并分析了其微观机理。结果表明:试样能在3~6 h内完成大部分碳化,碳化24 h后达到稳定,氧化镁活性对碳化固化效果有显著影响,具体表现为氧化镁活性越高,试样碳化后碳化度越高、碳化产物越多、孔隙体积越小、微观结构越密实;试样碳化后体积明显增长,但氧化镁活性对体积变化影响不大,3种氧化镁试样体积膨胀均为16%左右;氧化镁活性越高试样强度越大,高活性氧化镁试样碳化6 h的强度可达标准养护28 d水泥土强度,稳定强度达到2.5 MPa,而低活性氧化镁试样强度仅为0.5 MPa;试样碳化稳定后高活性试样p H值为9.6,低活性试样p H值为9.0,均低于水泥土p H值。     

有机氯农药污染土强度特性及微观机理分析研究

土体受到有机氯农药污染后,其工程性质会发生改变,农药成分也会给周围环境带来严重危害,尤其是持久性有机污染成分的危害更大。国内外对农药污染土体的研究主要关注场地修复技术,对其工程特性评价的研究鲜有报道。本文通过室内配制不同浓度的有机氯农药污染土样,在养护龄期为1 d、7 d、28 d、56 d、90 d时,分别进行了无侧限抗压强度试验、渗透试验、扫描电镜试验(SEM),分析了污染土体抗压强度、渗透系数、微观结构的变化规律,并采用微观解释宏观规律。试验结果表明,有机氯农药污染后的土体强度随农药浓度的增加而减小,随龄期增长呈先增大后减小的趋势,56 d龄期时的抗压强度最大;渗透系数随农药浓度的增大而减小,随龄期的增加而增大;土体微观结构表现为随农药浓度增大絮状结构增多,从而很好地解释了宏观力学特性变化规律。     

木质素改良粉土热学与力学特性相关性试验研究

为揭示木质素改良粉土热学与力学特性随养护龄期的演化规律,通过击实试验、热阻系数测试、无侧限抗压强度试验、回弹模量试验、压汞试验和扫描电镜分析试验,探讨改良土热阻系数、强度和刚度与木质素掺量、含水率和养护龄期的变化规律,同时定性/定量评价改良土微观结构变化,分析改良土热学特性与力学特性间的相互关系。结果表明:改良土最大干密度较素土增加,最优含水率减小,干密度对含水率变化的敏感性增加;热阻系数随掺量和养护龄期增加而增加,60 d养护龄期后热阻系数趋于相同,热阻系数与土体密实度和组成成分的热传导特性密切相关;改良土强度随掺量和龄期增长而增加,28 d龄期12%掺量改良土强度约为素土强度6倍;回弹模量的变化特征与无侧限抗压强度类似,对于改良粉土,木质素最优掺量约为12%;改良土孔隙总体积和平均孔径显著减小,木质素包裹、连结土颗粒并填充孔隙,形成更致密土体结构。     

CO2碳化矿渣-CaO-MgO加固土效能与机理探索

CO₂碳化联合工业固废协同加固土技术是旨在替代传统水泥固化方法的新型技术尝试。以工业废料——矿渣为主要材料,辅以活性MgO和CaO形成矿渣-CaO-MgO固化体系,将固化土料均匀搅拌制样后进行CO₂碳化试验。通过无侧限抗压强度、扫描电镜和X射线衍射等试验,探究固化剂掺量、配比、碳化时间和初始含水率等因素对碳化加固土效果的影响。结果表明：CO₂碳化对土体加固具有明显改良效果,碳化24 h试样抗压强度最高可提升25.77倍;碳化试样抗压强度与固化剂掺量（6S4L0M除外）、活性MgO占比呈正相关;碳化试样强度随碳化时间先增加后趋于平缓（或略微下降）、最佳碳化时间为6 h左右,随初始含水率增加而先增加后下降、最佳含水率为16%左右;活性MgO碳化效能明显优于活性CaO,矿渣中低活性CaO并不能显著改良自身碳化性能。CO₂碳化作用促使碳酸盐晶体（CaCO₃、MgCO₃）生成,晶体发育程度与碳化时间、固化剂掺量及活性等因素有关;碳酸盐晶体有效填充试样内部孔隙并黏结土颗粒,形成整体骨架结构使试样强度得以大幅提升。     

固化粉土小应变剪切模量与强度增长相关性研究

小应变剪切模量和无侧限抗压强度是表征固化土刚度和强度特性的两个重要参数。简要介绍了弯曲元测试技术的原理及其在试验中存在的问题,采用压电陶瓷弯曲元测试技术对水泥和木质素固化剂固化粉土试样在不同养护龄期下的小应变剪切模量进行了测试,同时对相应龄期下试样进行了常规无侧限抗压强度试验,通过引入归一化参数G28和UCS28对不同固化土的小应变剪切模量和无侧限抗压强度之间的相关关系进行分析,提出了固化土刚度与强度的相关性模型,可为地基处理中固化土的无损测试与加固效果评价提供新的方法。结果表明,水泥、木质素固化粉土的小应变剪切模量随养护龄期增加而增加,养护龄期28 d内增长显著,28 d后增长趋于平稳;相同类型固化土不论固化剂掺量多少,其小应变剪切模量随养护时间的发展在本质上是相同的;固化土归一化无侧限抗压强度表现出与小应变剪切模量相似的发展趋势;提出的固化土归一化模型可作为一种土体强度无损检测的新方法。     

再生骨料碳化强化的微观机理分析

概述了国内外常用的再生骨料强化方法,对碳化强化改善再生骨料性能及其微观机理进行了总结与分析。碳化强化再生骨料性能的机理主要是通过CO_2与再生骨料表面附着老砂浆中的Ca(OH)_2和C-S-H凝胶反应生成CaCO_3和硅胶填充孔隙,使得其内部的微观结构朝着有利于骨料性能提高的方向发展。     

液态稳定剂加固土的工程应用研究

在研究SPP类液态稳定剂的固化稳定机理基础上,利用加拿大Construction Aid Soil Stabilizer稳定剂(CON-AID液态稳定剂)对广西公路的高液限粘性土进行了室内加固试验研究,并对现场试验段进行相关指标的测试。试验及测试表明,稳定剂处理土与未经稳定剂处理土的强度相比有较明显的提高,而且随龄期的增加,其增幅是未经稳定剂处理土强度的2倍强。另外稳定剂的加入对土的湿化性起到了抑制作用,且其它的相关指标亦得到明显改善。通过经济技术比较,液态稳定剂加固路基的施工方法明显优于传统方法。     

活性MgO碳化固化土的渗透特性研究

碳化固化法是一种低碳搅拌处理软土的创新技术,碳化反应生成的产物能有效降低固化土的孔隙率。在已有研究的基础上,着重研究碳化土的渗透特性,以利于其工程应用。采用室内渗透试验,系统研究了活性MgO掺量、碳化时间、初始含水率和CO_2通气压力对MgO碳化粉土和碳化粉质黏土渗透系数的影响规律,并与相同固化剂掺量、相同初始含水率下水泥固化土的渗透系数进行了对比。结果表明:活性MgO碳化土的渗透系数随MgO掺量的增加而降低,与相同掺量下水泥固化土的渗透系数处于同一数量级;MgO碳化粉土的渗透系数明显大于碳化粉质黏土的渗透系数;当MgO碳化粉土和粉质黏土碳化6.0 h时,相应的渗透系数达到最小(10-6);通气压力对MgO碳化土的渗透系数影响不大,在通气压力为200 k Pa时渗透系数较小。因此,活性MgO碳化土具有与水泥固化土相近的抗渗性能,有良好的推广应用前景。     

活性MgO碳化固化土的干湿循环特性试验研究

碳化固化技术是一种利用二氧化碳对搅拌有活性氧化镁的土体进行碳化,以达到快速提高强度的低碳搅拌处理软土的创新技术。通过室内试验研究干湿循环对碳化固化土物理力学特性的影响,并与相同掺量下水泥固化土进行对比。结果表明:活性Mg O固化粉土碳化3 h试样的无侧限抗压强度可达5 MPa,粉质黏土碳化24 h试样可达2.6 MPa;干湿循环后碳化固化土的干密度降低,而水泥土干密度基本不变;6次干湿循环后粉土碳化试样的无侧限抗压强度仍然能达到4 MPa以上,为水泥固化粉土强度的2倍,具有较好的抗干湿循环性能;经过6次干湿循环后,粉质黏土碳化试样的残余强度仅为35%,而水泥固化粉质黏土降到65%,表明固化粉质黏土的抗干湿循环性能均较差,且粉质黏土碳化试样的抗干湿循环能力不及水泥固化粉质黏土试样。通过X射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)及压汞试验(MIP)测试表明干湿循环对粉土碳化试样的累计孔隙影响不大,因此粉土试样仍然具有比较大的密实度来保证试样强度;粉质黏土碳化试样因孔隙增加明显而变得疏松,因此强度显著降低。     

水厂淤泥在市政道路三渣层中的应用

对水厂淤泥的化学成分及配合比进行了分析,就水厂淤泥作为路用材料时不同掺量下的路用性能作了研究,得出淤泥作为路用材料的可行性及满足市政道路路用性能的合理掺量,从而使淤泥在道路三渣层中得到更好的利用。     

化学改良土无侧限抗压强度的试验研究

工程中常用7 d无侧限抗压强度值作为评判化学改良土性能的关键性指标,但是化学改良土的强度增长龄期比较长,有可能7 d时并未达到强度最大值。对比不同掺入量的水泥改良土与生石灰改良土的28 d和7 d无侧限抗压强度,分析表明化学改良剂不同、改良剂掺入量不同对化学改良土的强度增长速度、幅度都有较大的影响。     

水泥土无侧限抗压强度的试验研究

分析了土的塑性、水泥和外加剂掺量对水泥无侧限抗压强度的影响。试验结果表明,水泥土无侧限抗压强度随土的塑限增大而先减小后增大,随着水泥掺量的增加,水泥土无侧限抗压强度有明显增长,掺了减水剂的水泥土的7 d强度有所增加,但以后强度几乎没有增长。     

水泥及其外加剂固化淤泥的试验研究

为了改善武汉东湖疏浚淤泥的物理力学性能,在传统水泥固化处理方法的基础上,掺入外加剂氢氧化钠(NaOH)和石膏,对100多组淤泥固化土试样进行了室内无侧限抗压强度试验,进行固化效果和固化机理的分析。结果表明:在疏浚淤泥固化过程中水泥占主导地位,对固化效果影响最为显著;NaOH促进了水泥的水化作用,增强了淤泥固化土的无侧限抗压强度,表现在固化淤泥早期强度的快速提高;石膏有利于固化淤泥早期强度的形成,其作用持续于整个淤泥固化过程。在水泥掺入比一定时,NaOH和石膏都存在最佳掺量,超过了最佳掺量,强度就会降低。3种固化剂的正交试验得出最佳配比为实际工程的应用提供依据。     

松嫩平原盐渍土无侧限抗压强度研究

通过对松嫩平原盐渍土处理前后分别进行常规无侧限抗压试验,分析得出松嫩平原盐渍土无侧限抗压强度与土体中所加物品的类型以及量的多少的关系。同时基于直剪试验的基础上,得出盐渍土抗剪强度参数c、φ值随掺入EN-1固化剂以及石灰的量的关系,再利用FLAC-3D对盐渍土无侧限抗压强度进行了数值模拟,其结果与前期试验值较吻合。最后,文章对盐渍土土改良的机理进行了一定的研究,该研究对松嫩平原地区的苏打型盐渍土工程的设计和施工都具有十分重要的意义。