污染粉质黏土物理性质研究

通过室内模拟试验,从土的相对密度、液限、塑限和塑性指数4个方面,探讨了不同浓度的造纸厂污水和生活污水对土体物理性质的影响和变化规律,为污染地基土的修复设计、治理和环保提供可靠数据。     

含水率与含砂率对软黏土电阻率影响试验研究

软黏土电阻率是电渗固结时的重要参数,直接影响着电渗固结的效率、阴阳极之间的间距设置等。含水率与含砂率是软黏土电阻率最常见的两个影响因素,需深入研究。试验采用改进的Miller Soil Box,测试了20个不同含水率、不同含砂率的软黏土土样的电阻率。依据试验数据结果,分析软黏土含水率对电阻率的影响、软黏土含砂率对电阻率的影响,以及含砂率与含水率对电阻率的交互影响。试验结果表明电渗固结适用于含砂率低且含水率高的软黏土,高含砂率对电渗固结是不利的,遇到高含砂率的软黏土时,不易采用电渗固结;电渗固结时,软黏土中含水率小于20%时,随着含水率的降低土样的电阻率急剧上升,故将软黏土中的含水率降低到20％左右时,可以作为停止电渗固结的参数之一。     

含水率及孔隙率对黏性土电阻率影响的试验研究——以桂林红黏土、粉质黏土为例

为获得土体电阻率与含水率及孔隙率之间的定量关系,以桂林红黏土、粉质黏土为研究对象,通过更严格的单因素控制试验,在保持其他各因素不变的情况下,探讨两种土体的电阻率随含水率（保持土体类型、孔隙率不变）、孔隙率（保持土体类型、含水率不变）的变化规律,并引入能够综合反映含水率和孔隙率变化的土体体积含水率,探讨电阻率与体积含水率间的确定性关系及经验公式。试验结果表明：孔隙率一定时（含水率一定时）,两种土体电阻率与含水率（孔隙率）之间均呈幂函数关系。两种土体电阻率均随含水率的增加先剧烈减小,而后逐渐变缓;均随孔隙率的增加而增加。两种土体电阻率均随体积含水率的增大而减小,红黏土电阻率与体积含水率间呈幂函数关系,粉质黏土电阻率与体积含水率间呈线性关系,基于体积含水率得到的两种土体电阻率经验公式相关性较高,可应用于红黏土、粉质黏土地区的岩土工程实践。     

有机污染土固化强度及电阻率特性

为揭示污染物含量及养护龄期对水泥固化有机物污染土的影响,以腐殖酸、风积沙及水泥模拟固化污染土,通过一系列室内试验,分析其无侧限抗压强度及电阻率的变化规律。研究发现：固化污染土电阻率及抗压强度随污染物含量增大而减小,随养护龄期增大而增大;电阻率与污染物含量及养护龄期分别呈良好的三次函数与对数函数关系;固化土抗压强度随电阻率增大而增大,呈现明显的相关关系,利用二次函数拟合,效果较好。可见固化污染土电阻率及无侧限抗压强度与腐殖酸含量的相关性,主要由于腐殖酸有较强吸水性,使得孔隙增加,以及有机物中主要官能团中H⁺与水泥水化反应产物碱性阳离子(Ca²⁺、Al³⁺)进行交换,产物包裹水泥颗粒,抑制水泥水化反应。     

柴油污染粉土水油分布的核磁共振试验研究

为研究柴油污染粉土中水油两相在孔隙中的分布特征,利用低场核磁共振技术对人工制备的柴油污染粉土进行了室内试验研究.试验选用江苏宿迁地区粉土为试验土,选用0号柴油作为污染物,采用聚四氟乙烯圆筒作为制样模具和试样容器,采用压样法进行制样,利用MesoMR23-60H型中尺寸核磁共振成像分析仪测试试样.通过7组试验,对比研究了不同含水量、柴油含量和制样方法对柴油污染粉土的油水分布状态的影响.利用锰离子加快水弛豫的特性,其中3组试样的孔隙水中添加5 g/L氯化锰,刚好将油和水的信号区分开.由于锰离子浓度较小,可以忽略其对粉土中水分分布的影响.通过低场核磁共振得到柴油污染粉土的横向弛豫时间T2分布曲线,从微细观的角度分析了柴油污染粉土中柴油和水的孔隙分布规律.试验结果表明:适宜浓度的氯化锰可缩短油水两相体系中水的横向弛豫时间T2,从而分离水油信号;孔隙液为单相时,柴油比水更易优先占据大孔隙空间;当先加水后加柴油制样时,增加含油量会使孔隙液占据孔隙的孔径分布区间更加集中,孔隙液向较大孔径孔隙集中分布;先加柴油后加水制样时,柴油优先占据大孔径的孔隙,迫使后加入的水更易分布在较大孔径的孔隙.     

长春地区粉质黏土融沉性质及影响因素试验研究

粉质黏土是一种对温度极其敏感的土,在季节性冻土区通常会产生较大的融沉变形,给道路、铁路等建构筑物造成严重破坏。长春地区土层以粉质黏土最为普遍,由于纬度、海拔、气候等原因,这里的粉质黏土融沉性与其它地区的有所不同,其影响因素的影响程度也有所不同。本文以长春地区粉质黏土为研究对象,通过对原状土样进行融沉压缩试验、冻胀试验和导热系数试验,分析了融沉系数与各因素之间的关系,提出了融沉系数经验公式,并采用灰色关联理论分析了各影响因素对融沉系数的影响程度。结果表明：①融沉系数随含水率、超塑含水率增大而增大,随干密度、烧失量增大而减小,其中可塑性影响最大;②融沉性与冻胀性呈显著正相关,冻胀率和冻胀压力越大,融沉系数越大;③粉质黏土融沉系数随深度的增大而增大,最大值出现在9～12m区间内;④长春地区粉质黏土的最优干密度为1.625g/cm_³;⑤根据灰色关联分析结果,长春地区粉质黏土各影响因素对融沉性的影响顺序由大到小依次为塑性指数、干密度、含水率、超塑含水率、导热系数、冻胀率和冻胀压力。在实际工程中可采取控制最优干密度或调整级配的方法来提高地基土或回填土的密实性,研究结果可为长春地区进行公路、铁路、地铁深基坑、建筑基础施工等提供科学依据与理论参考。     

洗衣粉污染土压缩特性及电阻率的试验研究

采用人工拌和方法制备4种不同洗衣粉含量的污染粉土,通过常规土工试验、压缩试验和电阻率测试,研究洗衣粉含量对土体稠度指标和压缩性的影响以及电阻率变化特性。试验结果表明:洗衣粉污染土的液、塑限随洗衣粉含量的增加而增大;当洗衣粉质量分数9g/kg时,污染土的液、塑限值小于无污染土的液、塑限值,洗衣粉污染土的塑性指数均大于无污染土,塑性指数随洗衣粉含量增加而增大;当含量达到9g/kg时,塑性指数达到最大值;之后随洗衣粉含量进一步提高,塑性指数减小。压缩试验表明,除洗衣粉含量为1.5g/kg的污染土外,当压力区间在600kPa以内时,污染土的压缩性均高于无污染土;当压力小于400kPa时,随洗衣粉含量提高,污染土的压缩性先增大后减小;随着压力增大,污染土与无污染土的压缩性均表现出减小的趋势,当压力为600~800kPa时,污染土的压缩性与无污染土的压缩性趋于相同,后者略大于前者。污染土的电阻率与洗衣粉含量存在负指数相关,基于阿尔奇电阻率模型,建立了推广的洗衣粉污染土的电阻率模型。     

柴油污染改良土的击实特性及微观机理

为研究柴油污染对水泥改良后花岗岩残积土压实特性的影响,通过室内击实试验,以柴油和水为介质,得到了单一水介质和油水混合介质时土样的击实曲线.发现污染土样的最优含水率呈下降趋势,而最大干密度却呈一定幅度的上升趋势.同时通过液限和塑限联合测定法得到土样的稠度界限,发现其塑限变化趋势与最优含水率相似,即土样的液限、塑限以及塑性指数都是先增大再减小,并且在含油率为6%时达到峰值.最后通过SEM扫描电子显微镜进行观察,分析并得到柴油污染改良土击实特性微观结构.微观视角下,水泥和柴油会发生物理胶结作用,填充了土颗粒之间的孔隙,导致单位体积下土样的孔隙率减小,从而密度增大.     

Pb（II）污染土抗剪强度及电阻率特性研究

通过研究不同铅污染含量在快剪试验中的抗剪强度和电阻率的变化,探讨了剪应力和剪切位移、抗剪强度和铅污染含量、电阻率和剪切位移及抗剪强度和电阻率的关系。结果表明:铅污染土在剪切过程中没有明显的屈服点,剪应力随剪切位移的增加而增大;受铅污染土壤抗剪强度略大于未污染土壤;铅污染土壤的抗剪强度在5 mg/kg时比未污染土壤大,之后随污染浓度呈现先减小后增大的趋势;电流频率为低频(50 Hz)和高频(50 kHz)时,电阻率随剪切位移变化趋势相同,均先减小后增大,在4 mm左右最小,但50 k Hz时的电阻率曲线更光滑,更能有效地反映铅污染土在剪切破坏的过程中电阻率变化情况,采用电流频率为50 kHz的电阻率能较好地判断铅污染土的剪切破坏位移。     

冻结粉质黏土强度特征及影响因素敏感性分析

为研究分析人工冻结粉质黏土强度的影响因素的敏感性,基于粉质黏土物理特性,选取温度、含水率、干密度和加载速率作为冻土强度的影响因素,对长春市某工地的粉质黏土进行冻土单轴抗压强度试验,得到不同影响因素条件下抗压强度随温度变化的特征曲线。基于此,通过正交实验和灰色关联分析法,得出4种影响因素在不同温度区间的敏感度排序。试验结果表明：在-21～-14℃,抗压强度随温度降低而逐渐减小的温度变化拐点为-16℃;在-20～-16℃,干密度的敏感性逐渐增大,并超过温度和含水率的敏感性;当温度介于-30～-16℃时,在人工冻结法施工中可将温度作为重点考虑的研究对象。     

土壤交流电阻率与其化学风化程度的关系

利用交流电桥研究了含水率和电流频率对土体电阻率的影响,并探讨电阻率与土体的化学风化指数CWI的关系.试验结果表明,土样的电阻率随着含水率和电流频率的增加而减小;当含水率低时,随着含水率的增加,电阻率快速降低;当含水率高时,随着含水率的增加,电阻率的降幅较小;而电流频率引起的降幅较小;基于风化程度与电阻率正相关的观点,建立了电阻率与化学风化指数的关系式,并给出了拟合参数的计算方法;拟合公式预测的化学风化指数值与实测数值基本吻合,可为风化程度的评价提供参考依据.     

水泥土受压过程中电阻率的变化研究

通过对水泥土进行无侧限强度试验,并同步测量其电阻率,分析了水泥土在受压变形过程中电阻率变化规律。研究表明,水泥土电阻率随龄期和无侧限抗压强度的增大而增大,随着应变的增加而逐渐降低;当应变增加到一定程度时,电阻率趋于稳定,此时水泥土的应力达到最大值,并发生破坏;水泥土电阻率和应变的关系能够很好地反映在受压变形过程中水泥土损伤的4个阶段,水泥土损伤越大,裂纹越多且相互连通程度越大,孔隙水贯通性越强,结构的整体导电性就越高,水泥土的电阻率越低。为建立水泥土的电阻率损伤模型奠定了基础。     

固相烧结多孔碳化硅的光致发光及电阻率

碳化硅粉末经压制成型后，在高温常压下固相烧结制成多孔碳化硅样品。用紫外激光对样品激发，样品的光致发光谱在低温下在2．02eV位置出现一发光主峰，在2．13eV位置出现一微弱肩峰；在室温下发光峰位置有所蓝移。样品的电阻率随着烧结温度的上升而上升，随着成型压力的升高而降低。发光来自缺陷态。     

电阻率法研究硫酸侵蚀水泥土的胶结系数

基于Archie法则,通过试验计算出水泥土试块受不同浓度硫酸溶液侵蚀后的胶结系数,研究了水泥土基本物理参数、电阻率参数同胶结系数之间的关系,最后对硫酸侵蚀水泥土的化学机理进行了浅析。研究表明,受硫酸侵蚀后,胶结系数随着硫酸溶液质量浓度的增加而增加,含水量、孔隙率、孔隙比、水泥土电阻率均随着胶结系数的增加而减小,它们呈线性关系,具有较高的相关性,化学反应是导致胶结系数发生改变的根本原因。     

大港土电阻率的测量及其导电模型

利用直流四电极法测量了不同含水量条件下的大港土电阻率,其电阻率随含水量增加而降低. 在测量中发现当外加电位梯度比较小时,所计算的电阻率ρ值相对较大;随着外加电位梯度增加,其电阻率逐渐减小,并最终趋于一个稳定的数值,特别是在含水量比较低的情况下,这种变化更为明显. 提出了一个土壤导电模型,利用等效电路的方法对土壤的导电性进行了讨论:在含水量较低时,主要是孔隙水液相和固/液界面上的交换性离子导电;在高含水量条件下,土壤主要是通过孔隙水液相导电,固/液界面上的交换性离子导电可以忽略不计.     

测量纳米材料电阻率和磁阻的两种高精度方法

研究纳米材料内部结构和电阻输运机制需要有高精度的仪器来测量纳米材料的电阻率和磁阻．凯尔文直流双臂电桥和直流电位差计具有灵敏度高、读数精确和使用方便的特点，尤其是直流电位差计在使用时不影响被测对象的原来的状态，是精确测定纳米材料电阻率和磁阻的有效工具．本文介绍了它们的测量原理和方法以及在实际操作过程中要注意的一些问题     

基于孔隙特征的天津滨海软粘土微观结构研究

利用真空冷冻干燥法,制得天津滨海新区软土不同固结压力下代表性样品,并利用扫描电子显微镜(SEM)对样品进行扫描观察.在此基础上系统地分析了样品SEM图像在不同固结压力下孔隙结构参数的变化规律及运用平面分形维数Dp对样品不同固结压力下土中孔隙分布状况的整体性、平均性进行了分析,且提出能够综合反映土中孔隙的大小、形态、分布、定向性等微观特征的结构性参数孔隙结构因子(pore structure factor).分析表明,土体内部孔隙的结构性参数与外部荷载之间有着良好的对应关系,在结构屈服压力前后,土体内部孔隙特征存在明显的差异.     

无砟桥上无缝交叉渡线力学特性的影响因素

基于有限元方法,以60 kg/m钢轨、12号固定辙叉、4 m间距无砟轨道交叉渡线为例,建立了无砟桥上无缝交叉渡线纵横向耦合的温度力及位移计算模型.主要研究了桥梁及钢轨的温度变化幅度、桥墩墩顶纵向水平刚度、桥梁形式及支座布置形式等因素对桥上无缝交叉渡线力学特性的影响,并对今后无砟桥上无缝交叉渡线的设计提出了建议.