高含水率疏浚淤泥透气真空防淤堵模型

透气真空技术解决了传统真空处理高含水率疏浚淤泥存在的淤堵问题,但其防淤堵控制尚缺乏有效分析方法.利用Ruth滤水理论建立了高含水率疏浚淤泥径向排水模型,采用透气真空抽水模型的试验结果验证了模型的有效性.同时,明确了反映淤泥排水层滤水性能的径向平均比阻arav在抽水过程中的变化规律:传统真空抽水形成的淤泥排水层有一个被压密的过程,孔隙结构不稳定,排水管道易发生淤堵;而采用透气真空抽水可以使淤泥排水层形成相对稳定的孔隙结构,有效地防止淤堵现象的发生.     

低浓度疏浚淤泥透气真空泥水分离模型试验研究

基于高含水率疏浚淤泥堆场透气真空快速泥水分离方法的专利,设计研制了大型透气真空模型装置。对含水量高达液限3倍以上的疏浚淤泥进行了泥水分离试验研究。结果表明:透气真空技术能够使高含水量淤泥实现快速泥水分离,只需10d时间,淤泥的体积可以减少三成以上,连续抽水一个月左右时的淤泥泥面沉降的应变速率仍达3%/d。基于模型试验结果,还分析了淤泥平均含水量、淤泥泥面沉降速率、尾水悬浮物浓度的变化规律,发现沉降速率与淤泥平均含水量密切相关,尾水悬浮物浓度远低于规范规定的一级排放标准值。     

新型防淤堵真空预压法室内与现场试验研究

 针对目前直排式真空预压法的真空应力难以到达深部土体,排水板淤堵严重,加固效果欠佳,难以满足工程实际应用需要的问题,提出一种新型真空预压吹填土地基处理技术--新型防淤堵真空预压法,是对直排式真空预压法的技术改进和创新,该真空预压技术采用防淤堵排水板,其滤膜为无凹凸结构亲水性材料,滤膜与芯材轧在一起,提高排水效果;此外采用无孔真空管、密封接头直接与竖向防淤堵塑料排水板密闭连接,形成水平密闭排水系统,缩短真空传递路径,减少真空度的沿程损失,真空度直达土体深部,加快土体孔压的消散,防止淤堵,提高加固效果。通过不同排水板真空预压试验,以及室内模型试验和现场试验对直排式真空预压法与新型防淤堵真空预压法加固吹填淤泥地基加固效果进行对比研究,获得不同排水板的加固效果和新型真空预压防淤堵加固机制,并证明新型防淤堵真空预压法的有效性,为该技术的应用和发展提供理论依据。     

药剂真空预压法在工程废浆处理中的防淤堵作用

为探讨药剂真空预压法的防淤堵作用,对上海某场地的原始废浆和添加药剂的废浆均分别进行了沉降柱试验和真空预压试验。在沉降柱试验中研究了原始废浆和添加不同药剂后废浆的沉降和浊度特性,结果显示添加CPAM的废浆固液分离最快,上清液浊度最低;添加PAFC的废浆固液分离最慢,上清液浊度最高。在真空预压试验中研究了出水量、含水率、颗粒分布及孔隙变化,颗分结果表明加药沉淀后废浆中的细颗粒会"生长"成粗颗粒;压汞试验反映了原始泥浆、加药絮凝、真空预压各个阶段孔隙的变化过程;出水量测试显示普通真空预压开始不久出水速率便迅速衰减,而药剂真空预压的出水速率一直很大,说明药剂真空预压法具有非常好的防淤堵作用。最后,从废浆中的土颗粒生长、游离细颗粒流失和降低水流阻力三方面对药剂真空预压的防淤堵作用进行了解释。     

透气真空快速泥水分离技术对淤泥水分的促排作用

 透气真空快速泥水分离技术适用于高含水率高黏粒含量疏浚淤泥的堆场处理,可快速减小堆场中淤泥的体积,加速堆场的周转利用,并能解决常规真空处理方法中存在的滤层淤堵问题。通过自行研制的室内模型试验装置,进行透气真空快速泥水分离和自然静置泥水分离的室内模型对比试验,可以看出透气真空快速泥水分离技术对淤泥中水分有促排作用,不仅能快速通过滤层管道抽吸出大量水分,而且其表面水增厚速度也大于自然静置下的增厚速度。透气真空技术中淤泥存在2个排水面,土颗粒与孔隙水存在渗流作用,渗流使得固相与液相产生相对运动。相对渗流使得土颗粒受到拖拽力的作用,拖拽力的大小和方向与相对渗流中的等速界面有关。在拖拽力作用下,淤泥内部会发生“胶结—断裂”压缩过程并产生“稀薄”效应,使得淤泥骨架的体积压密速度大于抽出孔隙水体积速度,进而解释透气真空对淤泥促排作用的机制。     

增压防淤堵真空预压法在某道路工程中应用研究

通过表层沉降监测、平板载荷试验、室内土工试验和十字板剪切试验等多种手段,对采用增压防淤堵真空预压法的某道路工程试验段软基处理效果进行综合分析。分析结果表明:软基处理后,排水板插设深度范围内地基土物理力学性质均有明显改善,但真空预压效果随孔深增加逐渐减弱。真空预压时,增压管能有效改善增压管长度范围及其底部以下约3m范围土体物理力学性质。     

工程废浆处理过程中药剂真空预压法的防淤堵机理

选择有机高分子絮凝剂APAM作为药剂,进行室内药剂真空预压处理废浆的模型试验,探讨处理过程中药剂真空预压法的防淤堵机理。试验结果表明：①经药剂真空预压法处理工程废浆含水率由176%降至约40%,而经普通真空预压处理后工程废浆含水率由176%降至135%,药剂真空预压法处理效果非常明显|②药剂真空预压中采用了120μm、180μm和300μm三种不同等效孔径的过滤膜,发现三种过滤膜均能取得较好的效果,且结果相差不大,证明在药剂真空预压中改变等效孔径对防淤堵的影响不明显,其能够防淤堵主要是由于加入药剂改善了废浆性质|③加入药剂APAM后,由于吸附架桥作用土颗粒的粒径会增大而形成絮凝团聚体,在真空预压过程中发挥了很好的防淤堵作用,真空预压结束后连接团聚体的长链会断开,颗粒分布又恢复到接近原始废浆的状态|④常规反滤准则不再适用于药剂真空预压法,这可能与团聚体形状呈不规则的链状有关,仅仅用粒径指标并不能真实反映反滤特性。     

吹填淤泥真空预压固结机理与排水体防淤堵处理技术

针对吹填淤泥真空预压地基处理效果差的关键问题,全面总结了笔者及其课题组多年来的研究成果,主要包括4个方面:①采用超低压固结-渗透仪进行了大量的吹填淤泥固结、渗透试验,发现了初始含水率和液限对压缩-渗透性状的影响规律,建立了压缩过程中渗透系数的定量演化规律.②吹填淤泥真空预压过程中的位移、应变发展规律和土柱形成机理.基于...     

基于LBM-IMB-DEM分析岩土多孔介质的渗透淤堵特性

岩土多孔介质中发生的渗透淤堵本质上是渗流与颗粒耦合作用的结果.开发了适用于岩土渗流-颗粒耦合模拟的格子Boltzmann方法-浸入运动边界-离散元法(LBM-IMB-DEM)数值计算平台并对岩土多孔介质的渗透淤堵过程开展了孔隙尺度的模拟,分析了多孔介质骨架颗粒分布、骨架颗粒粒径、孔隙率、骨架颗粒定向性及水压力等因素对其...