重金属离子在长江中下游沿线典型地基中的迁移特性研究

长江中下游沿线分布着众多化工企业，近年来在长江大保护政策框架下，沿岸各地陆续进行化工企业搬迁，关停并转留下大量重金属污染场地，对周围环境和水体形成严重威胁.重金属污染物在长江中下游沿线典型地基中的迁移问题逐渐引起重视.以长江南京段典型淤泥质黏土地基为研究对象，采用气动固结设备模拟地基的天然含水率和应力状态，采用土柱试验测试了重金属离子在地基中的对流-弥散-吸附特性参数.研究结果表明：重金属Pb²⁺和Cd²⁺在长江沿线典型地基中的分子扩散系数高于一般黏土地基和高岭土地基，这与淤泥质粉质黏土的夹层结构相关.南京段淤泥质粉质黏土对重金属具有明显的吸附作用，其对Pb²⁺的吸附能力高于对Cd²⁺的吸附能力，同时水头高度对重金属吸附特性具有一定影响.根据长江沿线的水文地质条件和数值模拟结果，对沿江水质影响较大的是高渗透性土层中污染物的对流作用.研究结果可为长江沿线典型污染物迁移控制提供理论依据.     

海相人工冻土热物理特性试验研究

【目的】沿海城市轨道交通主要穿越海相深厚软土,需要大量使用冻结法施工,而该地区典型土层热物理特性是冻结法设计的关键依据。研究土质、冻融条件等因素对海相人工冻土冻结温度、热物理性质和冻融性质的影响可为该地质条件下的隧道施工提供基础资料。【方法】选取宁波地区3种典型土层,即淤泥质黏土、粉质黏土和砂质粉土,开展冻结温度和热物理参数测定,以及封闭与开放系统下冻胀融沉试验。【结果】3种土层冻结温度为-0.43～-0.23 ℃,且以砂质粉土的较高,粉质黏土的次之,淤泥质黏土的较低; 不同土层热物理性质不同,但其常温土的导热系数和容积热容量大小呈现一致性,表现为砂质粉土最大,粉质黏土次之,淤泥质黏土最小; 冻土的导热系数、容积热容量和导温系数均大于常温土,冻土导热系数为常温土导热系数的1.37～1.77倍,且颗粒越粗差异越大; 各土层冻胀率和融沉系数相差较大,冻胀率较大的土层其融沉系数也较大,表现为淤泥质黏土＞粉质黏土＞砂质粉土; 开放系统补水冻结过程下各土层冻胀率和融沉系数分别为封闭系统冻结过程不补水工况下冻胀率和融沉系数的1.23～1.88倍和1.21～1.84倍。不论是开放系统还是封闭系统,海相土体各土层的融沉过程相似,可分为缓慢融沉、快速融沉和稳定融沉3个阶段。【结论】海相土体的冻结温度、热物理性质和冻融性质与其土质、状态和冻融条件等因素密切相关,在进行海相土体冻结法设计与施工时,应充分考虑其物理特性的差异性。     

浅表土人工冻土冻胀特性的研究

利用自制冻胀试验装置,对淤泥质黏土、淤泥质粉质黏土、粉砂在不同冷端温度、含水率及 荷载作用下的冻胀规律进行试验研究。结果表明：在试验含水率及干密度范围内,土体冻胀率随冷 端温度下降线性降低,随土样含水率增加线性增大,随干密度增加而增大,随上部荷载增大呈指数 规律降低。同时对淤泥质黏土进行了正交冻胀试验,表明各因素对土体冻胀率的影响程度的由大到 小顺序为：含水率、冷端温度、干密度、上部荷载。最后给出了不同因素对黏性土冻胀的预测模型 。     

杭州湾淤泥质粉质黏土排水蠕变试验及元件蠕变模型

为研究滨海地区软黏土的蠕变特性,选取杭州湾淤泥质粉质黏土,开展了一系列100～400 kPa围压的三轴固结排水蠕变试验,分析了不同偏应力状态下的蠕变规律.采用Merchant模型与Burgers模型对土样的蠕变行为进行预测分析,并将预测结果与蠕变试验结果进行对比.结果表明,在不同围压作用下,淤泥质粉质黏土主固结变形比均...     

不同因素对浅表土冻结温度的影响

通过自制的冻结温度试验装置,以南京地区浅表土为研究对象,分析了淤泥质黏土、淤泥质粉质黏土、粉砂3种不同土质在不同含水率、盐分含量以及不同水质条件下的冻结温度规律。结果表明：在试验的含水率范围内,土体冻结温度随含水率增加呈近似线性升高,随盐分含量增加直线降低,而干密度的变化对土体冻结温度影响不大。     

上海地区第4层淤泥质黏土灵敏性试验与分析

采用无侧限抗压强度试验、室内微型十字板剪切试验和原位十字板剪切试验对上海地区广泛分布的第4层淤泥质黏土的灵敏性进行了研究,并通过长达半年的触变恢复试验评价触变性对该软黏土灵敏性的作用.试验结果表明,由无侧限抗压强度试验得到的灵敏度约为十字板试验的1.8倍,手工重塑导致比十字板重塑更低的强度是造成这2种试验测得的灵敏度有较大差别的主要原因,因此不能直接采用原位十字板试验结果来评价该土层的结构性.长达半年的触变恢复试验结果表明触变性对上海第4层淤泥质黏土灵敏性的作用不可忽视,在采用传统的无侧限抗压强度试验所测得的灵敏度中至少有1/3是由于触变性造成的.     

淤泥质黏土层非开挖定向钻进高分子植物胶冲洗液研究

针对淤泥质黏土层非开挖定向钻进过程中孔壁稳定问题,采用微观分析和实验研究相结合的方法开展了高分子植物胶冲洗液体系的研制。首先,通过室内实验分析了添加剂对基浆流变性能及失水性能的影响,并采用扫描电镜对添加剂进行微观形貌分析。最后,通过标准岩心浸泡实验对添加剂的防塌性能进行了评价。在此基础上,研制出了适用于淤泥质黏土层的高分子植物胶冲洗液。研究成果对于保障淤泥质黏土层快速非开挖定向钻进具有重要意义,同时,在解决其他类似地层的快速非开挖钻进方面也具有一定参考价值。     

软流塑淤泥质粉质黏土地层注浆加固试验研究

为了解决高水位软流塑淤泥质粉质黏土地层的浅埋暗挖地铁区间隧道施工技术难点,提出了该地层采用大管棚加小导管支护全断面或局部断面注浆加固施工方法.在6种不同水灰质量比的水泥品种中加入不同质量分数的水玻璃,对其净浆抗压强度、初凝时间、流动性等进行考核;同时对所选定的配比进行固结体强度试验,试验不同配方的浆材对软流塑淤泥质粉质...     

基于邓肯-张模型的低液限粉质黏土-砂的强度规律

目前研究中着重研究单一类型土体的力学特性,忽略了对各类型土体共存条件下的相互作用,各类土体间协调性研究仍有较大空白.根据现场实际工程状况以及对低液限粉质黏土-砂地层的研究需要,通过标准三轴实验研究低液限粉质黏土和砂大量共存地层含砂率和含水率因素对该地层强度变化的作用规律以及邓肯-张模型的适用性.试验研究表明:与粉质黏土层相比,低液限粉质黏土-砂层土体强度较小;低液限粉质黏土-砂层中含砂率对土体强度的影响存在明显的分界;低液限粉质黏土-砂地层含水率对土体强度的影响与含砂率和地应力有关;低液限粉质黏土-砂层较好地符合邓肯-张双曲线增量弹性模型.     

淤泥质粘土层非开挖定向钻进高分子植物胶冲洗液研究

针对淤泥质粘土层非开挖定向钻进过程中孔壁稳定问题,采用微观分析和实验研究相结合的方法开展了高分子植物胶冲洗液体系的研制。首先,通过室内实验分析了添加剂对基浆流变性能及失水性能的影响,并采用扫描电镜对添加剂进行微观形貌分析。最后,通过标准岩心浸泡实验对添加剂的防塌性能进行了评价。在此基础上,研制出了适用于淤泥质黏土层的高分子植物胶冲洗液。研究成果对于保障淤泥质黏土层快速非开挖定向钻进具有重要意义,同时,在解决其它类似地层的快速非开挖钻进方面也具有一定参考价值。     

沿海城市淤泥质盐碱土降盐排碱施工技术研究

海相淤泥质土富水性差、透水性差、盐碱度大,是生态环保工程、土壤改造工程、地基处理工程中的难题,如何通过对淤泥质盐碱土的降盐排碱施工使其循环再利用是绿色施工面临的重要课题。文章依托实际工程项目对沿海城市淤泥质盐碘土绿化施工关键技术进行研究,采用室内试验的方法进行物理力学性质、理化性质的测试。结果表明,场区的海相淤泥质土具有六大显著特点,分别为天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、低渗透系数和欠固结;淤泥质盐碱土的速效钾含量最大,水解氮含量次之,有效磷含量最小;采用粉煤灰对淤泥质盐碱土进行降碱、对主次淋水沟进行排盐的施工措施,取得了良好的降碱排盐效果。     

长期循环荷载作用下饱和软黏土的应变速率

为探讨长期循环荷载作用下饱和黏土的变形性状,对珠江三角洲的典型淤泥质饱和软黏土进行了室内循环三轴试验,重点研究了饱和黏土的残余应变速率.通过对试验结果的分析发现:在长期循环荷载作用下,黏土的应变速率随时间延长而减小,应变速率对数与时间对数间的关系可用直线描述;初始静偏应力与动偏应力的耦合作用以及不同的排水条件对黏土的残余应变速率有较大影响.文中结果为长期循环荷载作用下饱和黏土变形机理的进一步研究提供了理论基础.     

水泥固化高含水率淤泥的收缩性质

针对高含水率疏浚淤泥水泥固化后的失水收缩性质,通过收缩试验对水泥添加量、养护龄期和淤泥初始含水率对水泥固化后的收缩规律进行了研究.结果表明:对于不同水泥添加量、养护龄期和初始含水率的固化淤泥,收缩曲线的形式与天然黏土相似;固化淤泥的收缩主要是由于水分蒸发引起,水泥添加量越高、养护龄期越长、淤泥的初始含水率越低对固化淤泥的收缩性控制越有利.     

人工冻土融沉特性试验研究

为促进人工冻结技术在城市地下工程中的推广应用,利用自制的冻胀融沉试验装置,对南京地区典型土质进行了融沉特性室内试验.结果表明:并非所有含水土体都产生融沉.只有当土体含水率超过起始融沉含水率后才会融沉.土体融沉系数随含水率增大而增大.且淤泥质黏土、粉质黏土融沉系数随含水率增大而分段线性增大.对于非饱和土,融沉系数与干密度变化规律中存在一个临界干密度,临界千密度对应土体最小的融沉系敷.开敞型冻融时,融沉系数随温度升高而增大,封闭型冻融时,融沉系数随温度升高而减小.粉砂相对于淤泥质黏土和粉质黏土属于非冻胀融沉敏感土.     

长期循环荷载作用下饱和软粘土应变速率的研究

为了加深对长期循环荷载作用下饱和黏土变形性状的认识,对珠江三角洲的典型淤泥质饱和软黏土进行了室内循环三轴试验,着重研究了饱和黏土的残余应变速率。通过试验结果分析可得：（1）在长期循环荷载作用下,黏土的应变速率随时间的增大而减小,应变速率对数与时间对数间的关系可用直线描述;（2）初始静偏应力与动偏应力的耦合作用以及不同的排水条件对黏土残余应变速率有较大程度的影响。这些结论可为长期循环荷载作用下饱和黏土变形机理的进一步研究提供理论基础。     

砂桩处理淤泥质黏土地基承载力性能研究

采用规范经验公式,计算不同桩土应力比时砂桩处理复合地基承载力,并应用有限元分析软件计算淤泥质黏土原始地基、砂桩所用中粗砂对应地层以及复合地基承载力值。对比分析淤泥质黏土原始地基承载力计算值与地勘值,以及对比有限元计算与按照规范经验公式计算得到的复合地基承载力。结果表明:采用有限元计算得到原始地基承载力与地勘值较为吻合;按照规范经验公式进行计算,不同桩土应力比对应的复合地基承载力大小有较大差别;数值计算得到的复合地基承载力特征值,与按照规范经验公式桩土应力比取为3.5计算得到的地基承载力能够很好吻合。相应研究成果可对砂桩处理软弱地基承载力的计算提供一点借鉴。     

真空动力固结加固吹填土地基的试验

结合河北省某大面积吹填土地基处理工程,对真空动力固结在加固含饱和粉质黏土夹层的吹填土中的工艺参数进行了现场试验研究.通过对加固过程中超静孔隙水压力、深层沉降、强夯工艺参数等的分析研究,探讨了真空动力固结应用于含淤泥质粉质黏土夹层吹填砂土的加固机理.试验研究表明,真空动力固结处理吹填土地基取得了良好的加固效果,可为类似工程提供借鉴和指导.     

真空挡土井点降水法解决淤泥质黏土深基坑开挖技术

在广东中山地区,地面以下7～20m范围内主要是淤泥质黏土层,在本地区作深基坑开挖一般采用成本较高的钢板桩围堰法施工,本文提出采用成本较低,效果良好的真空挡土井点降水法进行深基坑开挖,并详细介绍了真空挡土井点降水法解决淤泥质黏土超大深基坑开挖的施工技术。     

武广客专线金沙洲隧道特殊地质处理方案研究

金沙洲隧道工程地质复杂,有粉质黏土,淤泥质黏土,碳质泥岩、碳质灰岩、溶洞、溶槽及填充物,富水砂层等不良地质。本文通过对特殊地质的分析研究,制定地表注浆加固、井点降水、洞内管棚等多项措施,同时加强监控量测,以信息化指导施工,加强施工工艺的不断改进,施工方案的不断优化,安全顺利地通过不良地质段。本文总结了一些成功经验,为隧道施工遇到相同地质条件提供借鉴作用。     

深埋粉质黏土层强度与变形参数试验研究

深埋粉质黏土层具有压密性、胶结性好,强度高,压缩性低的工程特点。因此,其力学性能的准确评定对于工程设计意义重大。以具体工程为背景,分别采用室内高压固结试验与现场旁压试验方法对场地内深埋粉质黏土层的强度与变形参数进行试验研究,然后根据试验结果对深埋粉质黏土层的压缩性、承载力等力学性能进行分析评定,并对两种试验方法结果进行了对比分析。结果表明：该场地深埋粉质黏土层天然状态下压缩模量介于41.3～47.3 MPa,压缩系数介于0.04～0.03 MPa^-1,属低压缩性。按临塑压力法确定的地基承载力介于403～1296 kPa,按极限压力法确定的地基承载力介于307～1 086 kPa,可满足作为一般工程桩端持力层的要求。研究结果对于在工程中充分利用深埋粉质黏土层的力学性能具有一定的指导作用。