全风化玄武岩防渗料可行性试验研究

为高质高量解决水利水电工程土石坝防渗料的就地取材问题,结合杉树堡水库工程,开展了全风化玄武岩作为土石坝防渗土料的可行性试验研究。根据全风化玄武岩分布特征和性质,结合相关技术规范,通过对风化土料的物理力学性质及渗透性质,进行试验研究。研究表明:全风玄武岩土料为高液限含砾粉质黏土,无膨胀性;其有机质和水溶盐含量符合心墙坝防渗土料质量技术要求;风化土料压实后,最大干密度较低、最优含水率高、压缩系数较低、压缩模量较高,渗透系数和抗剪强度满足规范对防渗料要求,可以作为土石坝防渗料。     

白鹤滩水电站高填方工程砾石填料的物理力学特性

白鹤滩水电站是全球单机容量最大、在建规模最大的水电站。为避免水库蓄水后巧家县城区中的移民安置区被淹,需进行高填方工程,填筑材料以当地砾石土料为主。依托白鹤滩水电站高填方工程,对砾石填料进行颗粒分析、击实试验、压缩试验和三轴剪切试验等室内土工试验以及现场碾压试验。研究表明：填料的压实特性与砾石质量分数有关,粒径大于5mm的砾石质量分数在40%～70%时,填料较易形成密实骨架结构,表现出较好的可压实性和力学性能。在现场碾压过程中,需从填料的砾石质量分数及现有设备等因素来综合控制压实含水率。压实度为0.95和0.97的砾石填料的压缩特性及抗剪强度有明显差异。同时,根据填料试样的应力、应变关系确定了邓肯-张双曲线模型的参数。试验结果为白鹤滩移民区高填方工程的填料配比设计、力学与施工参数的选取提供参考。     

砂砾石土料的压实特性

以某机场砂砾石填料的击实试验和碾压检测结果为基础，分别讨论了典型砂砾石料的颗粒特性，砂砾石料粗粒含量对最大干密度和最佳含水量的影响，以及不同含水率不同碾压方法对砂砾石土料压实特性的影响。并运用多项式拟合法最大干密度与粗粒料含量，最佳含水率与粗粒料含量和压实率与含水率的相关方程，从而可以通过一定量的击实检测试验，利用相关方程计算出各片，层土体的压实性指标后，再对其进行合理快速的检测。     

福建省典型填土路基施工的机械碾压组合

以福建省不同地区的8条高等级公路路基填土为例(低液限细粒土与低液限粗粒土),采用不同的压实机械组合,按照路基不同层位的压实标准对其进行碾压试验.结果表明:当路基填土松铺厚度为30 cm、碾压机械吨位为20~22 t、机械行驶速度在2~4 km·h~(-1)时,压实度达到93%、94%、96%所需强振碾压遍数分别为2~3、3~4、4~5遍.对黏土质砾路基,松铺厚度为40 cm、碾压机械吨位为22 t,压实度达到93%、94%、96%所需强振碾压遍数分别为1、2、4遍.对低液限粉土路基,碾压机械吨位为30 t,松铺厚度为35 cm,压实度达到93%所需强振碾压遍数为2遍;松铺厚度为45 cm,压实度达到94%、96%所需强振碾压遍数分别为4、5遍.     

陕西榆林地区风积沙工程特性试验研究

以陕西榆林地区境内毛乌素沙漠南缘地表风积沙土为研究对象,对其进行颗粒级配、密度、含水量、微结构及化学成分等理化学性质研究,通过标准击实试验、干振法、饱水振法研究风积沙土的压实特性,通过压缩试验、直剪试验研究风积沙土的压缩特性、强度特性.试验结果表明:榆林地区地表风积沙土颗粒较均匀,粒径主要分布在0.25～0.075 mm之间,粉粒、黏粒含量较少,多属于级配不良的细砂;风积沙的击实试验曲线形状呈先凹后凸形的驼峰型曲线,当处于干燥状态和含水量为12%情况下均可被压实;在一定振动条件下,风积沙的最大干密度值具有最佳振动时间,沙颗粒随着振动时间的延长出现先振实、然后振松、再振实的循环现象;风积沙压缩系数小于0.1 MPa~(-1),压缩模量≥20 MPa,属于低压缩性土.风积沙的内摩擦角值与干密度大小和含水量有直接关系,在同一含水量下,风积沙的内摩擦角值随着干密度的增加而增加;在同一干密度下,内摩擦角随值着含水量的增加有所降低,但影响较小.     

膨润土-红黏土混合土对NaCl溶液的渗透试验研究

针对不同质量配比的膨润土-红黏土混合土压实样,开展不同浓度的NaCl溶液渗透试验;基于扩散双电层理论和土颗粒微观结构,分析溶液浓度对不同质量配比混合土渗透系数的影响机理;根据试验结果,建立混合土渗透系数与膨润土掺量(质量分数)的函数关系式。研究结果表明:混合土的渗透系数随着膨润土掺量的增加而降低,膨润土的加入明显提高了混合土的防渗和化学阻滞能力;随着溶液浓度提高,红黏土的絮凝程度增加,渗透系数降低;掺入质量分数为20%的膨润土后,随着溶液浓度提高,混合土扩散双电层被压缩,渗透系数相应增大。     

膨润土改性天然粘土防渗材料的研究

膨润土具有很好的防渗和吸附性能．在华北黄土和华南红土中加入一定量的膨润土，以增强衬层材料的防渗性能．研究了膨润土加入量对土样抗压强度和压实土样渗透系数的影响，压实含水率、压实干密度等因素对压实粘土渗透性能的影响．实验原理为Darcy定理．实验结果表明：对于黄土，膨润土合量为6％—7％时，抗压强度最大．选择大于强度最优含水率2％的压实含水率有利于提高黄土及其改性粘土的防渗功能．对于红土，加入8％的膨润土对其抗压强度有很大的改善，抗渗性能有着较大的提高，渗透系数只相当于原土的1／30．选用24％左右的压实含水率可以使红土(及其改性粘土)的抗压性能与防渗性能同时优化．     

无侧限高压实高庙子膨润土非饱和渗透特性

采用瞬时截面法试验研究了自由膨胀条件下高压实高庙子膨润土的非饱和渗透特性.结果表明,自由膨胀状态下,干密度为1.70 g.cm-3的高压实高庙子膨润土的非饱和渗透系数在1.0×10-12~1.0×10-15m.s-1之间变化,且主要集中在1.0×10-14m.s-1附近,达到饱和状态时渗透系数最大.与侧限条件相比,自由膨胀条件下的高压实高庙子膨润土的非饱和渗透系数大于侧限条件下的非饱和渗透系数,且渗透系数与吸力的变化趋势存在一定差异,这可能是由于不同侧限条件下其水化膨胀形式不同而造成的.     

废旧轮胎颗粒掺量对黏性土压缩特性的影响

通过压缩试验研究了废旧轮胎橡胶颗粒与黏性土混合土的压缩特性,及竖向压力、橡胶颗粒掺量对混合土各参数的影响。研究结果表明:混合土的压缩性介于黏性土与纯橡胶颗粒之间,在低掺量下呈现出中压缩性,而在高掺量下呈现出高压缩性;随竖向压力增大,混合土的孔隙比与压缩系数减小、压缩模量增大;随橡胶颗粒掺量增加,混合土的孔隙比与压缩系数均先减小后增大,且以30%掺量混合土的孔隙比与压缩系数最小,而混合土的压缩模量先增大后减小,当掺量为30%时,其值最大;掺入轮胎橡胶颗粒可使黏性土的固结速率提高400%,当橡胶颗粒掺量为30%~40%时,混合土的压实效果最好。     

垃圾填埋场中水泥土屏障对Cu2+的阻滞性能

通过室内模型试验,研究了不同水泥掺量的水泥土防渗屏障和上海老港填埋场的膨润土砂水泥(塑性混凝土)防渗屏障对Cu~(2+)的阻滞效果,并应用数值模拟的方法对Cu~(2+)在防渗屏障中的有效扩散系数进行求解.研究结果表明,随着水泥掺量和屏障厚度的增加,水泥土屏障对金属离子的阻滞效果会逐步提升;Cu~(2+)在水泥土中的有效扩散系数(1×10~(-7)~2.5×10~(-7) cm~2·s~(-1))是在土中的有效扩散系数(9.53×10~(-6)~1.14×10~(-5) cm~2·s~(-1))的1/35~1/100;上海老港填埋场中的塑性混凝土防渗屏障对Cu~(2+)有较好的阻滞效果.     

几种典型土质及混合土料标准击实实验结果的比较

土工建 (构 )筑物设计施工过程中的压实度是衡量施工质量的重要指标。在路堤填筑、堤坝碾压、机场等工程中都需要对不同类型的填土进行施工控制 ,其指标是通过不同填筑土料的标准击实实验来测定的。本文结合笔者近些年来的工作实践 ,探讨了 3:7灰土 (含粉质粘土 )、2 :8灰土(含粉质粘土 )、3:7灰土 (含粉土 )、3:7灰土 (含粘土 )、12 %灰土比 (含粉质粘土 )、粉土、粗砂、砂夹石、炉渣 :白灰 :素土、砾石 :白灰 :素土等土类或混合土料的压实性质 ,给出了相应的指标。本文的实验结果均是通过室内标准击实实验获得的 ,可为土质改良、土工填筑的设计施工提供参考。     

重复压缩-回弹条件下土石混填体变形规律与压实指标相关性试验研究

从湖南省龙(山)—永(顺)高速公路大坝隧道弃碴填筑体取样,开展土石混填体压实模拟及压实评价指标室内对比试验。研究结果表明:土石混填体压缩曲线呈上凸型;回弹曲线平缓圆滑,呈微下凹型;第i+1次压缩回弹曲线均位于第i次曲线下方,线形相似;土石混填体变形具有记忆效应;湿化对土石(灰岩)混填体压实变形特征影响不明显;分级加载比1次加载产生的变形大;随着循环荷载和加载次数增加,累积总变形、累积塑性变形和累积塑性变形率增大,压缩5次基本不再增大;分级总变形、分级塑性变形和分级塑性变形率随加载次数增加而减小,减小率也不断减小;当循环荷载超过400 kPa时,分级总变形、分级塑性变形和分级塑性变形率基本接近;在工地碾压过程中,采用高吨位压路机或者轻重机具组合碾压5次,能有效提高土石混填体的压实度;压实评价指标K30(地基系数)、Ev1(静态变形模量)与e(孔隙比)具有较好的相关性,Ev2(静态变形模量)、Evd(动态变形模量)与e(孔隙比)的相关性较差;K30和Ev1可作为土石混填体压实质量评价指标。     

干湿循环下红黏土回弹模量对路面结构影响

利用室内承载板法分析干湿循环作用下压实红黏土回弹模量变化规律,以壳牌设计软件BISAR3.0为计算工具,计算了干湿循环下红黏土回弹模量对路面结构的力学特性影响。结果表明:压实红黏土回弹模量值随干湿循环次数的增加而衰减,其中第1次衰减很大,经过3~5次干湿循环作用后,回弹模量基本都在10~15 MPa。面层层底弯拉应力、应变随红黏土土基回弹模量的减小而减小,基层、底基层层底拉应力、应变随红黏土土基回弹模量的减小而增加。底基层层底弯拉应力、应变与红黏土土基回弹模量的关系可用对数来拟合。结构层厚度随红黏土土基回弹模量的减小而增大,经第1次干湿循环其结构层厚度增加19.32%,当回弹模量稳定后其厚度增加21.59%。     

应用36Cl同位素对河北平原深层含水组渗透系数的初步研究

为研究河北平原深层地下水的渗透系数,应用加速器质谱计对河北平原 深层地下水样品的x(36Cl)/x(Cl)值进行了测定,并结合Darcy定律进行研究 .结果表明,河北平原第四系第三含水组的雄县龙湾至沧县崔尔庄段地下水的平均渗透系数 为0.44m·d-1;安新县中青乡至沧县崔尔庄段地下水的平均渗透系数为0. 52m·d-1.第四含水组安新县中青乡至沧县景城段地下水的平均渗透系数 为0.22m·d-1.任丘市的第四系第四含水组与第三系含水组之间黏性土隔水层的平均渗透系数为3.01×10-6m·d-1.沧县景城和东光县大张 华煜化工厂2处第四系第四含水组与第三含水组之间的黏性土隔水层的平均渗透系数分别为0 .40×10-6和3.12×10-6m·d-1.     

离子型稀土矿体孔径分布及其渗透性变化

以江西龙南典型的离子型稀土矿为研究对象,对原矿和5种孔隙比重塑矿开展了现场和室内土-水特征曲线和饱和渗透系数测试试验。基于土-水特征拟合曲线,计算了矿体孔径分布和非饱和渗透系数。结果发现:孔隙比0.92的原矿单位质量矿体累积孔隙总体积为0.234 5 cm~3/g,大孔隙(r≥5μm)、中孔隙(2μm≤r≤5μm)和小孔隙(r≤2μm)体积分别占孔隙总体积的58%、15%和27%,渗透系数为2.0×10~(-5)m·s~(-1);保持原矿孔隙比重塑后,小孔隙体积增加约3.0%,渗透系数为1.2×10~(-5)m·s~(-1),表明相同孔隙比的原矿和重塑矿在孔径分布上有明显差异,原矿存在较多大孔隙,重塑后大孔隙分裂成多个小孔隙,矿体通透性变差,渗透系数变小。而重塑为孔隙比0.97的矿样,小孔隙体积减少约1.0%,渗透系数为1.9×10~(-5)m·s~(-1),孔径分布和渗透性基本达到原矿状态,采用该孔隙比状态的重塑矿样模拟龙南类型天然矿体进行浸析试验效果更好。     

重庆市城区大气中CO_2和CH_4的浓度特征分析

对重庆地区CH_4和CO_2浓度开展连续3年的监测和数据分析,发现其日变化和季节日变化均具有较强的规律性,其中日变化具有明显的一峰一谷的现象.从季节变化来看,CO_2和CH_4季节浓度变化规律均表现为冬季浓度最大,夏秋季浓度较小且振幅较大的特点,春、夏、秋和冬4个季节的CO_2多年日变化平均振幅分别为13.54×10~(-6)(体积分数,下同),18.38×10~(-6),13.72×10~(-6)和9.75×10~(-6),其主要是受到与OH自由基的光化学作用的影响;而CH_4的4个季节的平均振幅分别为0.32×10~(-6),0.26×10~(-6),0.37×10~(-6),0.21×10~(-6).本文还简单分析了CO_2和CH_4的日变化的相关性,相关系数为0.953 4,两者具有一定的同源性.另外从3年的监测数据来看,重庆城区两种主要温室气体的变化较为稳定,变化幅度较小,振幅仅为0.83×10~(-6).     

改良黏土作为填埋场衬里土料的可行性研究

针对传统压实黏土衬里不能有效阻止渗滤液中重金属离子迁移的缺点,采用颗粒活性炭、酸活化膨润土两种吸附剂改良黏土衬里以达到提高其吸附能力的目的．通过室内平衡吸附试验,对黏土、3％或6％颗粒活性炭改良的黏土以及3％或6％酸活化膨润土改良的黏土吸附重金属Cr（Ⅵ）的性质进行了观察．为了评价改良黏土作为填埋场衬里土料的可靠性,通过室内土工试验对衬里土料的体膨胀率、体缩率、渗透系数以及无侧限抗压强度等土力学参数进行了检测．吸附试验结果表明,经颗粒活性炭或酸活化膨润土改良的土料对Cr（Ⅵ）的吸附能力与黏土相比有了很大的提高,这说明改良方法是有效的．土工试验结果表明,在重型击实的条件下,所有衬里土料在一定含水率范围内均满足工程要求指标,即体缩率≤4％、渗透系数〈1×10^-7cm／s、无侧限抗压强度〉200kPa．因此,改良黏土在重型击实的条件下可以作为衬里的建造材料使用．     

泥石流宽级配砾石土中最优细粒质量分数试验研究

宽级配砾石土的最优细颗粒质量分数可最大限度地降低其渗透性,抑制拦砂坝底扬压力,保障工程安全.通过击实试验和理论分析,研究了宽级配砾石土中细颗粒质量分数对土体干密度(孔隙度)的影响,确定了泥石流堆积物中最优细颗粒质量分数.研究表明,土体干密度与细颗粒质量分数的关系呈抛物线型,抛物线顶点即为最优细粒质量分数.理论分析表明,细粒质量分数在15.5%~20.6%时,粗颗粒孔隙被细粒填满;土体最优细粒质量分数理论值为20.6%,粗、细颗粒均处于最紧密堆积,干密度最大,孔隙度最小.理论计算未考虑粗颗粒的级配和颗粒本身的不规则性,计算结果较实际值偏大.击实试验表明,泥石流宽级配砾石土的最优细颗粒质量分数在15.68%~16.92%之间;土体干密度趋于最大,孔隙度达到最小.因此,为有效降低泥石流拦砂坝基底扬压力,建议坝基砾石土中细颗粒质量分数保持在16%~20%.     

闽南地区水泥土工程特性实验

为研究闽南地区常见土体制作的水泥土的工程特性,将淤泥、粉质黏土和粉砂分别与一定量的水泥浆混合制备水泥土试样,测定水泥土重度、强度、压缩模量、应力-应变及渗透系数。结果表明:三种土体制备的水泥土重度比原状土提高1%～7%,水泥土搅拌桩形成的复合地基不会对下部土体产生过大的附加应力和附加沉降。当水泥掺量由5%增大至20%时,淤泥、粉质黏土和粉砂制备的水泥土强度依次增大,增大幅度为原状土的1～2倍;水泥弹性模量也增大,与水泥掺量近似指数关系;渗透系数减小。当荷载较小时,水泥土应力-应变近似直线关系,当荷载超过了极限强度时,水泥土进入塑性变形阶段,破坏时存在残余应变。水泥土龄期由28 d增至60 d,其强度增长12%～36%。该研究为水泥土工程提供了基础数据。     

灰渣改良压实混合赤泥的力学性能研究

以中铝贵州分公司生产的拜耳法赤泥、烧结法赤泥和灰渣为对象,对拜尔法∶烧结法=1∶1和拜尔法∶烧结法∶灰渣=50∶50∶15两种配比混合赤泥进行了击实试验。以击实试验所得的最优含水量和最大干密度为依据制作试验样品,研究了掺灰渣与不掺灰渣两种配比混合赤泥在90%和95%两种压实度情况下、最优含水量和浸水饱和两种状态时的抗剪性能和压缩性。研究得出:1添加灰渣混合赤泥滤饼的最大干密度较未加灰渣的略大,最优含水量略小;2添加灰渣可提高最优含水量状态混合赤泥的抗剪强度,但添加灰渣的混合赤泥浸水饱和后的抗剪强度较未添加灰渣时降低;3添加灰渣的混合赤泥的压缩模量较未加灰渣的高得多,并且提高压实度能显著提高掺灰渣混合赤泥的压缩模量,而对未加灰渣的混合赤泥,在压实度提高时,压缩模量增加并不显著;4添加灰渣可改善混合赤泥的抗剪性能和压缩性能,但宜在最优含水量状态下工作,并建议添加灰渣混合赤泥用于筑坝时应做好防渗措施。