碳化对水泥固化铅污染土物理力学特性的影响及其微观机理

水泥固化重金属污染土在服役过程中会受到周围环境的长期物理化学侵蚀,其中二氧化碳碳化作用是影响水泥材料耐久性的一个重要因素.为确保重金属污染场地二次开发利用的安全性,通过室内加速碳化试验研究了碳化作用对水泥固化铅污染土性能的影响规律.人工配制铅污染土,采用水泥固化后进行加速碳化试验,测试碳化后试样的碳化深度、含水率、密度、强度和孔隙溶液pH值等指标,分析碳化作用对固化土各物理力学特性的影响规律,并对比分析碳化与否时固化土的矿物成分和微观结构特征.试验结果表明,固化土的碳化深度与碳化时间平方根呈近似线性关系;碳化反应消耗一定量的水分,生成碳酸钙填充于孔隙,导致碳化后试样的含水率和孔隙率降低,干密度增加;碳化作用还导致孔隙溶液pH值从11～12降低到8～9;碳化后固化土的无侧限抗压强度和变形模量均得到增长,强度增加约6%～40%,试样无侧限抗压强度与基质干密度近似线性相关,变形模量与无侧限抗压强度也呈近似线性关系,变形模量约为无侧限抗压强度的75～100倍.TGA、XRD和SEM试验从矿物成分变化和微观结构特征方面证实了碳化作用后水泥水化产物水化硅酸钙、钙矾石和氢氧化钙等向碳酸钙转化的现象,这也是固化土孔隙率降低和强度增加的主要原因.     

冻融对固化重金属污染土强度特性的影响

通过室内试验模拟现场回填土受到的冻融循环作用,对冻融条件下水泥固化重金属Pb、Cu及Zn污染土的强度特性进行研究,并通过对比分析讨论了冻融循环、重金属掺量、重金属种类等因素对水泥固化重金属污染土的无侧限抗压强度影响。结果表明:冻融循环会降低水泥固化重金属污染土的强度,且随着冻融循环次数的增多及水泥掺量的减少,固化土的强度显著降低。此外,不同重金属离子对冻融条件下固化土强度影响不同,Pb~(2+)影响较小,Cu~(2+)次之,Zn~(2+)对水化反应阻碍最为显著。     

水泥-沥青粉复合稳定粉土的强度及渗透特性

为解决黄河冲积粉土强度低、路用性能差等工程应用问题。本文以水泥和沥青粉作为改性剂,对黄河冲积粉土进行复合稳定。基于无侧限抗压强度试验、核磁共振试验和渗透试验,探究了水泥-沥青粉复合稳定粉土在标准养护条件下的龄期强度、孔隙分布及渗透系数的演化规律。结果表明：水泥-沥青粉稳定粉土具有良好的力学性能,7d龄期的无侧限抗压强度为976 kPa,且试样饱和后的强度损失较小;稳定粉土的孔隙特征是其力学强度及渗透性能的重要影响因素,饱和稳定粉土的核磁共振试验结果表明,随着养护龄期的增加,稳定粉土的孔隙率减小,稳定粉土的渗透系数随龄期的增加呈指数函数关系减小,同时稳定粉土的无侧限抗压强度对含水状态的敏感性降低。     

不同活性氧化镁碳化粉土对比试验

通过室内碳化试验研究了氧化镁(MgO)活性对碳化加固粉土物理化学、力学和微观特性的影响,并且将所测强度与水泥固化粉土进行了对比.结果表明,碳化后高活性MgO-A试样温度为58℃,低活性MgO-B试样温度为50℃左右,且MgO-B试样碳化后存在裂缝.碳化试样强度随MgO掺量和碳化时间的增加而增加,在相同条件下MgO-A试样强度高于MgO-B试样强度和28d水泥固化土强度.MgO-A试样密度增加率较大;碳化土pH值随碳化时间的增加而减小,MgO-A碳化土的pH值较MgO-B碳化土低.MgO-A碳化试样产生的棱柱状水碳镁石晶体和片状水菱镁石/球碳镁石数量较多,碳化产物促进试样强度提高和孔隙数量减少.在相同条件下用高活性MgO比低活性MgO更利于粉土的碳化加固.     

水泥固化粉质土的无侧限抗压强度预测

对以粉质土为原料的水泥固化土进行了不同水泥掺入比、水灰质量比、龄期的系列试验.水泥掺入比相同时,水灰质量比越大,水泥固化粉质土的无侧限抗压强度越低;水灰质量比相同时,水泥掺入比越大,水泥固化粉质土的无侧限抗压强度越高,同时得出了水泥固化粉质土的无侧限抗压强度与似水灰质量比的倒数呈现线性关系,对于某一原料土,最大似水灰质量比是一个常值.基于似水灰质量比概念研究了水泥固化粉质土的强度预测方法,在28 d龄期下,已知在某一水泥掺入比和水灰质量比的条件下的水泥固化粉质土的无侧限抗压强度值,即可用该方法预测其他龄期、水泥掺入比、水灰质量比条件下的水泥固化粉质土的无侧限抗压强度;水泥固化粉质土最大似水灰质量比尺.与粉质土液限%,的关系不能用已有的经验关系式表示,其变化规律与已有的经验关系式给出的规律相反.     

冻融循环作用下土的性质对纤维水泥土力学性质的影响

为了研究冻融循环作用下土的性质对纤维水泥土力学性质的影响,以玄武岩纤维和水泥为加固材料,选取两种不同类型土体制作成试件进行无侧限抗压强度试验和冻融循环试验。通过研究发现,玄武岩纤维的加入未必能提高水泥土的强度,土体的性质是影响水泥土无侧限抗压强度的主要因素之一。冻融循环作用下土的性质对水泥土力学性质及破坏状态具有重要的影响。随着冻融循环次数的增加,水泥土的无侧限抗压强度逐渐减低,而纤维的添加可以有效降低水泥土强度损失,提高水泥土抵抗冻融循环的能力。研究结果可为冻融循环作用下玄武岩纤维水泥土力学机理的研究提供一定的理论基础,可为纤维水泥土在季节性冻土区的应用提供一定的借鉴和参考。     

冻融作用下水泥固化煤化工废水污染土的强度特性及微观结构

为了解水泥固化煤化工废水污染土的强度特性及微观结构,以凹凸棒土为外掺剂,通过室内试验的方法研究了冻融循环作用下固化土的无侧限抗压强度、质量损失率及T2谱分布曲线.结果表明:养护28 d后,随外掺剂掺量增加,固化土的强度逐渐降低;随冻融循环次数增加,固化土的强度先增长后降低;掺加外掺剂固化土相比无外掺剂固化土,其强度明显降低;掺加外掺剂、无外掺剂和无苯酚无外掺剂三类固化污染土的累计质量损失率随循环次数的增加而增大,且呈相似的变化规律;在冻融循环3次时,固化土的孔隙减小且孔径变小,冻融循环5次和10次时,固化土的孔隙增加且孔径变大.由此可见,凹凸棒土虽使固化土强度降低,但因特殊的性质,对污染物的固化稳定化效果增强;固化土的强度变化与其内部孔隙和孔径有关.     

冻融循环对工业废料固化土强度特性的影响

普通硅酸盐水泥-脱硫石膏-粉煤灰作为复合胶凝材料固化软土,既可以充分利用煤电企业的工业废物,减少污染,又可以节约资源,保护自然环境。通过系统的室内试验,研究了冻融循环条件下复合胶凝材料固化软土的强度特性及微观结构变化规律。试验结果表明,固化软土的无侧限抗压强度随着冻融循环次数的增多呈现先增加后降低的趋势,并建立了固化土的无侧限抗压强度随冻融循环次数的变化拟合公式,经过15次冻融循环后无侧限抗压强度降到原来强度的60%~70%。通过在不同冻融循环次数下的扫描电镜试验,从微观角度揭示了复合胶凝材料固化软土的机制。     

钢渣粉固化淤泥质水泥土强度特性试验研究

采用电子探针、X射线衍射、扫描电镜等研究方法,分析了钢渣粉的化学成分、矿物组成及微观结构,结果表明钢渣粉具有胶凝潜力。把钢渣粉作为淤泥质水泥土的外掺剂,制备钢渣粉淤泥质水泥土试块,通过无侧限抗压强度试验研究钢渣粉掺入比对淤泥质水泥土无侧限抗压强度的影响。试验发现在水泥掺量和龄期相同的条件下,随着钢渣粉掺量的增加,水泥土试块的无侧限抗压强度先增后降,当控制好钢渣粉掺量时,可以有效提高淤泥质水泥土的强度。最后,在结合试验数据的基础上,从理论上分析了水泥和钢渣粉加固淤泥质土的作用机理,为钢渣粉在水泥土中的应用提供了理论依据。     

冻融循环条件下聚丙烯酰胺水泥土损伤劣化特征研究

研究聚丙烯酰胺水泥土在冻融循环条件下所表现出的损伤劣化特征对于水泥土材料在寒区工程建设中的应用具有重要的参考价值。配制15%水泥掺量和3%、5%、7%、10%聚丙烯酰胺掺量的水泥土试件共20组,在冻结温度为-20℃,融解温度为20℃条件下,分别进行0,3,9和15次冻融循环试验;并在不同循环次数后对水泥土试样进行质量变化测定和无侧限抗压强度试验。在此基础上,采用扫描电镜分析水泥土内部微观结构变化,探讨冻融循环条件下聚丙烯酰胺水泥土的损伤劣化机制。结果表明,掺入适当的PAM可以有效提高水泥土的抗压强度;当聚丙烯酰胺掺量一定时,水泥土抗压强度随着冻融循环次数的增加而降低;当冻融循环次数一定时,水泥土抗压强度随着聚丙烯酰胺掺量的增加而呈现出先增后降的变化趋势,且水泥土强度的提高对聚丙烯酰胺存在一个最优掺量。     

土壤侵蚀退化对我国黄土高原土地资源的严重威胁

介绍了土壤退化的概念,总结了土壤退化的种类、原因和土壤(地)退化的后果;分析了我国土壤（地)资源的现状与存在问题以及土壤退化的状况,指出了黄土高原土壤侵蚀中山西高原被侵蚀的严重性。     

珍惜和保护土壤资源:我们义不容辞的责任

 土壤是人类赖以生存的最珍贵的自然资源之一,但随着社会的发展,土壤污染日趋严重,土壤及土壤环境问题已成为世界共识。为了更好地增强人们保护土壤的意识,本文综述土壤的概念、作用、特点、当前中国土壤类型、当前土壤为什么会“不清洁”、土壤污染现状及该如何保护土壤资源等,以期为合理利用和有效保护土壤提供理论支持。     

泥质海岸防护林对滩涂土壤盐分的影响及机制

研究了苏北沿海防护林主要树种刺槐（ＲｏｂｉｎｉａｐｓｅｕｄｏａｃａｃｉａＬ．）和水杉（ＭｔｅａｓｅｑｕｏｉａｇｌｙｐｔｏｓｔｒｏｂｏｉｄｅｓＨｕｅｔＣｈｅｎｇ）不同龄级林分对林下土壤盐分的影响及影响机制。结果表明,海防林能通过抑制土壤蒸发、促进土壤渗透及林分自身的物质循环等途径,减少土壤库中的盐分输入,增加土壤库中的盐分输出,从而有效地降低土壤含盐量。     

中国海涂土壤系统分类探讨

根据海涂土壤的剖面形态和理化性质,并参照国内外土壤的最新分类成果,拟出海涂土壤的系列诊断层和诊断特性,利用这些诊断层和诊断特性对我国海涂土壤进行了定量化系统分类尝试。     

藻类对土壤肥力的影响

通过完全蔽光和正常光照两个对照实验组，研究了光照、植物和藻类3个因子对土壤有机质、有效灰、微生物的影响，由极差分析知，混合藻对有效磷的变化和微生物数量的提高起主导作用。作者认为在80d内，混合藻类是藻类数量和有机质变化的主要原因；80d后，光照起主要的作用，在各处理组中，混合藻和光照的作用都强于植物的作用。土壤藻类对土壤肥力有明显的影响，与高等植物共同作用，对土壤肥力的提高效果明显。     

中国表层土壤汞和硒分布空间异质性的因素分析

在大尺度(中国)范围内,季风和降水等因素可能对土壤中挥发性元素汞和硒的含量具有显著影响,但影响表层土壤中汞和硒差异的关键因子及其贡献率仍未知.分析了干、湿沉降,微生物挥发作用对土壤中汞和硒积累的贡献,结果显示表层土壤汞和硒的积累是一个动态的过程.在全国尺度上,湿沉降对表层土壤中硒的贡献率达到91.5％,对汞的贡献率为4...     

利用土壤微藻改良贫瘠土壤的研究

将自然条件下肥沃土壤中的微藻接种到贫瘠土壤中，分别在黑暗和光照条件下进行培养，结果显示：黑暗条件下的微藻在30d内进入休眠状态或死亡；在光照条件下，微藻的数量在第30d以后迅速增殖，随着藻类的生长，土壤pH值也发生了一定变化，且藻类数量的变化与土壤有机质和土壤有效磷的变化至极显著相关，说明土壤微藻能改善贫瘠土壤的微生态环境和提高土壤肥力，上述结果可为藻类用于农业生产和沙漠治理等提供理论依据．     

福建旱地土壤水肥状况及其影响因素分析

分析了福建省旱地土壤的水肥状况,认为土壤存在着退化现象,其主要表现是土壤水分性质不良和土壤养分亏缺,分析数据表明,这区旱地土壤潜在肥力较低,有机质含量差异较大,大部分土壤氮,磷,钾养分供供应不足,土壤贮水库容小,尤其是土壤有效水库容有限,供水能力差,这容易导致和进一步加剧该区干湿分明的亚热带季风气候造成的夏秋季节干旱,在此基础上,进一步探讨了影响土壤水肥状况的原因和因素。     

青藏高原高寒草甸土壤物理性质及碳组分 对增温和降水改变的响应

自2011年起,在青藏高原高寒草甸实施人工模拟增温和降水改变实验,2013年7月采集实验区土壤样品,监测土壤物理特性(土壤粒径和pH值)以及碳组分(全碳、有机碳、可提取有机碳、微生物生物量碳)的变化,得到如下结果。1)增温显著改变0~20 cm土壤温度和含水量,增水和减水显著提高和降低0~20 cm土壤含水量,但不影响土壤温度。2)在0~10 cm土层深度,增温显著降低土壤微生物生物量碳;增水降低土壤可提取有机碳含量,增加土壤微生物生物量碳;减水显著增加土壤黏粒比例和可提取有机碳含量,降低土壤砂粒比例和微生物生物量碳。在10~20 cm土层深度,增水显著降低土壤可提取有机碳含量。3)增温和降水改变对土壤测定指标的影响不存在交互作用。4)主成分分析结果表明,土壤总体格局发生趋同主要是因为降水改变,而不是增温。结果表明,在未来青藏高原高寒草甸降水持续增加的情景下,土壤黏粒比例和可提取有机碳含量的降低可能会进一步对高寒地区的植物生产力以及微生物群落产生重要影响。     

内乡宝天曼自然保护区土壤理化性质和酶活性的海拔特征研究

以内乡宝天曼自然保护区为研究区域,选择不同海拔下的土壤为研究对象,通过野外采样和室内测试分析,研究土壤理化性质和酶活性的海拔异质性.结果表明:各海拔梯度土壤均为偏酸性土壤,按照全国第二次土壤普查养分分级标准,有机质含量较丰且在较高海拔位置处含量较高,各海拔高度全氮和碱解氮含量均较低,全磷含量处于中等以上的水平,有效磷含量处于缺或极缺水平,土壤全钾和速效钾含量属于中等以上水平.各土层的土壤脲酶、磷酸化酶与土壤各养分指标之间均无显著的相关关系,单一的土壤酶活性指标不能很好地代表土壤肥力状况.