疏浚淤泥脱水联合固化试验研究

为了实现疏浚淤泥的快速处治,以河道疏浚底泥为研究对象,采用先排水后固化的处理思路,首先在淤泥中添加絮凝剂,含水率迅速降低,在絮凝剂脱水的基础上,再加入固化剂,对固化土进行含水率、液塑限、无侧限抗压强度以及微观特性进行试验研究。结果表明:在絮凝脱水淤泥中加入水泥后含水率降低,固化龄期越长、水泥掺量越高,含水率越低;随着固化剂掺量的增加,固化土的液限逐渐降低,塑限逐渐增大,塑性指数减小,且10%水泥掺量下的淤泥固化土强度可达到136. 5 kPa和143. 4 kPa;絮凝剂对脱水的促进效果远大于其在固化时的负面效果。     

浅层膨胀土抗压和抗剪强度的特性试验及其关系

为了研究浅层膨胀土的抗压强度及抗剪强度与抗压强度之间的关系,开展低密度低应力下直剪试验和低密度下无侧限压缩试验,研究干密度和含水率对浅层膨胀土抗压强度和抗剪强度的影响;同时,以无侧限压缩试验和剪切试验结果为依据,研究膨胀土抗压强度与抗剪强度之间的关系,建立含水率w、抗压强度qu、基质吸力Ψ和内摩擦角φ之间关系的数学模型。研究结果表明,在含水率相同的条件下,浅层膨胀土的抗剪强度和抗压强度都随干密度的增大而增大;在干密度相同的条件下,浅层膨胀土的抗剪强度和抗压强度都随含水率的增大先增大后减小,呈现明显的非线性关系。所建立的含水率w、抗压强度qu、基质吸力Ψ和内摩擦角φ之间的数学关系可为预测浅层膨胀土抗压强度提供一种可靠的计算方法。     

碱激发矿渣膨润土系竖向隔离墙体材料施工和易性及强度特性

采用碱激发矿渣-膨润土系隔离墙材料以研究其施工和易性及强度特性,并研究其满足可二次开发利用的污染场地条件下的工程特性,在不同砂土比、碱激发矿渣掺量、膨润土掺量以及不同龄期条件下进行了坍落度、无侧限抗压强度和直剪试验.坍落度试验结果表明,标准坍落度Ss与迷你坍落度Sm之间具有线性关系,满足施工和易性要求的含水率范围所对应的迷你锥坍落度为25.5~75.5 mm.无侧限抗压强度试验结果表明,无侧限抗压强度qu随养护龄期增长和碱激发矿渣掺量增大而增大,而膨润土掺量对无侧限抗压强度影响微小.直剪试验结果表明,随着养护龄期由14 d增长至28 d、碱激发矿渣掺量由5%增大到15%,黏聚力显著增加,内摩擦角降低,而膨润土掺量对内摩擦角影响较小.     

基于填埋处置的污水厂脱水污泥土工性质研究

脱水污泥处置于填埋场存在着能否承受作业机械压力和填埋坡体稳定性的工程问题.为了解一级强化混凝污水处理工艺产生的脱水污泥的土工性质,进行了密度、界限含水率、相对密度的测定,以及渗透、直接剪切、十字板剪切和抗压等土工实验.实验结果表明,与常规土相比,脱水污的泥含水率、孔隙性、饱和度、液限和塑限都很高.渗透性、抗剪和抗压强度很低,属于高液限粉质有机土.新鲜脱水污泥的含水率与有机质含量呈线性正相关关系,有机质含量高是脱水后污泥含水率高的根本原因.含水率对污泥的工程性质影响非常大.与污泥内摩擦角、抗压强度和十字板强度都是线性负相关关系.当含水率降到64%左右,污泥的强度可以满足填埋作业的要求,12.6'的边坡在填埋操作中可能不会造成滑坡.     

改良垃圾焚烧底渣固化疏浚淤泥性能试验研究

基于以废治废理念,提出了用改良垃圾焚烧底渣固化疏浚淤泥的新思路,并开展了室内试验研究,测定了固化淤泥试样的含水率、无侧限抗压强度及抗剪强度指标。试验结果表明：垃圾焚烧底渣磨细粉和未研磨的原渣按1∶1比例混合时,具有最优的固化性能;在最优混合比条件下,固化淤泥的无侧限抗压强度、黏聚力和内摩擦角均随龄期和改良垃圾焚烧底渣掺入比的增加而增大,含水率则相反;当改良垃圾焚烧底渣掺入比为35%时,固化淤泥28 d无侧限抗压强度达到了58.4 kPa,含水率由67.4%降至38.0%,采用改良垃圾焚烧底渣固化疏浚淤泥是可行的。     

木质素磺酸钙改良粉土抗硫酸盐侵蚀性能研究

粉土是路基工程中常见的土体填料，其结构性差，在硫酸盐侵蚀环境下易受到侵蚀.为改善粉土的抗硫酸盐侵蚀性能，采用木质素磺酸钙来加固土体，通过无侧限抗压强度与抗硫酸盐侵蚀试验，分析木质素磺酸钙掺量、养护龄期和硫酸盐环境下浸泡天数对改良粉土无侧限抗压强度的影响.结果表明：改良粉土的无侧限抗压强度随木质素磺酸钙掺量的增加先增大后减小，随养护龄期的增长逐渐提高.其他条件相同下，当掺量为5%养护龄期为28 d时，试样的无侧限抗压强度最大为394.6 kPa,是未处理粉土的5.46倍.同时，此时改良粉土的抗硫酸盐侵蚀性能最好，在硫酸盐环境下浸泡28 d后改良粉土的无侧限抗压强度是侵蚀后素粉土的4.9倍.SEM试验结果表明，掺入适量木质素磺酸钙可对土体内部孔隙进行填充，使土体强度、抗硫酸盐侵蚀性能增强.     

黄土掺入聚丙烯纤维后的无侧限抗压强度和变形试验研究

为提高西咸新区空港新城地区黄土强度指标,设计正交试验方案L_9(3~4),研究含水率、聚丙烯纤维长度、聚丙烯纤维掺量3种因素对黄土的抗压强度和变形的影响,通过对加筋黄土的无侧限抗压强度、变形模量进行极差和方差分析,获得3种因素的影响程度和显著水平。同时设置各含水率水平下不掺加纤维的空白对照。结果表明:在设置的不同含水率水平中,聚丙烯纤维加筋黄土无侧限抗压强度改良效果不同,其中在19.5%含水率即最优含水率时改良效果最优,强度提升了2.1倍;聚丙烯纤维加筋黄土无侧限抗压强度的最优掺和长度为12 mm,最优掺量为0.5%;聚丙烯纤维的加入对变形模量的影响并不显著,变形模量变化受含水率影响较大;聚丙烯纤维长度取12 mm、掺量取0.3%时变形模量相对最优。     

石灰-粉煤灰改良高含水率疏浚淤泥的试验

针对我国大量发生的疏浚淤泥难以处理和污染环境的问题,采用生石灰和废弃粉煤灰为改良材料,通过置换试验和增加试验,研究石灰-粉煤灰改良淤泥的含水率、液塑限和无侧限抗压强度的变化规律.结果表明:改良土的含水率都会随着养护龄期的延长和材料添加量的增加而有效地降低;龄期和粉煤灰添加量对改良土的液塑限和塑性指数的影响较大;在石灰中添加粉煤灰作为辅助材料时,可以显著提高强度,在粉煤灰添加量为4倍的石灰添加量时比单独添加粉煤灰强度增长达10倍.     

基于生石灰和粉煤灰改良硫酸盐渍土强度特性

为得到硫酸盐渍土初始含水率、初始含盐量以及生石灰和粉煤灰掺量对改良后盐渍土强度特性的影响规律。以人工配制硫酸盐渍土为基础,用生石灰和粉煤灰作固化剂,以初始含水率、初始含盐量、生石灰和粉煤灰掺量为试验因素,经正交试验设计进行固化土的无侧限抗压强度试验,获得了7 d无侧限抗压强度值,并选取部分固化土试样进行三轴UU试验。试验结果表明：初始含盐量、生石灰和粉煤灰掺量是影响固化盐渍土无侧限抗压强度的主要因素,且前者影响更为显著;最优固化方案为：初始含水率17%、初始含盐量2%、生石灰和粉煤灰掺量6%＋18%,此时抗压强度为0.541 MPa。     

改良云南红粘土强度特性研究

摘要：为了研究纤维、纤维水泥对云南红粘土强度的影响,对改良后的红粘土进行了直剪试验和无侧限抗压试验。试验结果表明,往红粘土掺入纤维、纤维水泥后,其强度有了显著的改善。随着纤维含量增加,改良红粘土的抗剪强度先增加后减小,掺入量0.05%~0.15%时有明显改善;无侧限抗压强度随着纤维掺入量的增加而增强。在水泥掺入量一定时,改良红粘土的无侧限抗压强度随着纤维掺入量和龄期的增加而增加。相对于纤维改良红粘土而言,纤维水泥对云南红粘土无侧限抗压强度改善更为明显。     

高液限土作为路堤填料时含水率控制指标研究

为了使高液限土在填筑过程中达到设计压实度,提出了容许含水率的概念.另外,对不同的高液限黏土进行压实度统计得出,压实过程中土的容许含水率与最优含水率的差值在6％左右时,压实度仍可以达到90％.采用普通直剪仪进行高液限土的快剪试验,得出含水率变化对高液限土抗剪强度产生影响,含水率越高,对应的抗剪强度越低,对应的c、φ值也相应降低.通过CBR试验结果分析,高液限土路堤只要满足容许含水率,就能具有较高的强度、较好的抗变形能力和良好的稳定性.     

水泥稳定碎石基层无侧限抗压强度试验研究

水泥稳定碎石基层的水泥用量和力学特性,直接影响沥青混凝土路面的使用寿命。本文结合湖北宜昌太平溪镇陈坛公路改建工程,探讨了不同级配及不同水泥掺量对水泥稳定碎石基层的重型击实指标和无侧限抗压强度指标的影响。研究结果表明:施工现场提供的碎石和黄砂经过合成级配之后,掺入4%、6%和8%的水泥稳定强度能够达到路用要求。同一级配下,掺入水泥的量越多,混合料的最佳含水率、最大干密度及无侧限抗压强度指标均越大;随着掺入水泥量的增加,最佳含水率增大趋势先快后慢,最大干密度和无侧限抗压强度增加的趋势先慢后快。同一水泥掺量下,混合料中碎石的含量越大,最佳含水率越小,最大干密度越大,无侧限抗压强度越大。综合考虑级配和水泥掺量对无侧限抗压强度指标的影响,工程实际选用碎石∶黄砂=60∶40,水泥掺量6%为施工指标。     

矿渣微粉改良黄土力学性能及抗剪强度预测模型

为探究矿渣微粉改良黄土效果,通过配置不同掺量的矿渣微粉黄土,利用无侧限抗压强度、抗剪强度、湿陷性试验研究矿渣微粉改良黄土机理与可行性,并提出抗剪强度预测模型。研究结果表明,随矿渣微粉掺量增加,无侧限抗压强度呈先增大后降低趋势,矿渣微粉掺量为15%时达到最大;不同掺量的矿渣微粉黄土较素黄土湿陷系数分别下降92.1%、96.4%、98.0%、99.0%、97.7%;随养护周期增加,抗剪强度、内摩擦角、黏聚力均有明显提高;不同矿渣微粉掺量下黄土抗剪强度预测模型与实测值相对误差均小于8%,拟合度较高。研究结果可为矿渣微粉改良黄土提供参考依据。     

改良粉砂土力学性能实验研究

为使作为路基填料的豫东粉砂土达到工程效果,对其进行改良实验.首先取开封地区粉砂土样筛分得到其基本物理性质,然后选定水泥、石灰及粉煤灰作为改良剂,设计正交实验方案,进行击实、直剪、无侧限抗压强度实验、动三轴实验.结果表明:(1)改良土的最佳含水率整体增大,最大干密度降低,并且当含水率大于最佳含水率时,干密度下降速率较缓,说明改良后的粉砂土效果较好;(2)改良土抗剪强度随着时间的推移而得到强化,且无论是7 d还是28 d,改良剂为6%水泥+7%石灰+2%粉煤灰配比的强度均大于其他3个配比;(3)改良后粉土的抗压强度随龄期而逐渐增加,7 d的抗压强度为素土的3.5倍左右,28 d抗压强度为素土的6.8～9.6倍;(4)含水率对改良粉砂土动力特性影响较大,当含水率由13.1%增加到18%时,累积塑性应变增大约91.0%,临界动应力与动强度均呈减小趋势,承载能力明显降低.     

生石灰改性膨胀土最佳施工含水率

以益娄高速膨胀土路基改性处理为例,基于生石灰与熟石灰改性膨胀土的室内试验,进行试验结果的对比,探讨了生、熟石灰改性膨胀土的击实试验和无侧限抗压强度试验确定最佳含水率的方法。研究表明:对比生石灰和熟石灰在击实试验中对干密度的影响可知,最佳含水率下生石灰改性膨胀土的干密度值较大;当掺灰量相同时,无侧限抗压强度随初试含水率的增加先增大后减小,初始含水率大于最佳含水率3%时无侧限抗压强度值最大;对比生石灰和熟石灰对膨胀土无侧限抗压强度的影响可知,生石灰改性膨胀土无侧限抗压强度峰值较大。     

不同掺料泡沫轻质土的强度特性

为了探究同种掺合料不同掺量以及不同掺合料同种掺量的泡沫轻质土的强度特性,选用矿粉、粉煤灰、矿渣和高岭土4种掺料的泡沫轻质土试件,进行了7d和28d无侧限抗压强度试验和直剪试验,分析了同种掺合料不同掺量及不同掺合料同种掺量的泡沫轻质土的无侧限抗压强度、抗剪强度及抗剪强度指标的变化规律,建立了泡沫轻质土抗压强度与粘聚力之间的关系。研究结果表明,随着掺合料在胶凝材料中比率的增加,材料抗压强度和抗剪强度均逐渐减小;粘聚力是泡沫轻质土抗剪强度的主要来源,其与抗压强度具有良好的线相关性;掺加矿粉和粉煤灰的泡沫轻质土表现出了较高的强度特性。     

废弃橡胶轮胎颗粒混合土路用性能研究

以废弃橡胶轮胎颗粒作为改良材料,进行室内膨胀土改良试验,分析在不同橡胶颗粒掺入量下混合土的力学性能.结果表明,随着掺胶率的上升,液限和塑性指数先增大后减小,塑限基本保持不变;橡胶混合土的击实曲线较素土平缓,可以在保证压实度的基础上放宽含水率的限制,且最优含水率和素土基本相同;根据无侧限抗压强度试验和直剪试验结果,橡胶颗粒的最佳掺量为20%;橡胶作为路基填料时,其最佳掺量不应超过15%;通过扫描电镜试验,随着橡胶颗粒含量增加,橡胶颗粒和土的黏结程度逐渐加强,在15%至20%之间黏结程度最好.     

不同水泥掺量下非饱和固化淤泥力学特性试验研究

为明晰非饱和固化淤泥的强度特性,通过不同基质吸力、净围压下的三轴固结排水试验、无侧限抗压强度试验,探讨了水泥掺量、基质吸力和净围压对非饱和固化淤泥强度特性的影响.试验结果表明:固化淤泥的土-水特征曲线在基质吸力小于进气值时饱和度变化并不明显,而基质吸力大于进气值时,随着基质吸力的增大,固化淤泥的饱和度降低,低水泥掺量固化淤泥的土-水特征曲线位于高水泥掺量固化淤泥土-水特征曲线的下方;水泥掺量100 kg/m~3固化淤泥的应力-应变曲线表现为应变硬化,剪切时表现为体缩,而水泥掺量200、300 kg/m~3固化淤泥的应力-应变曲线均表现为应变软化,水泥掺量越高、净围压越小,应变软化趋势越明显.非饱和固化淤泥的无侧限抗压强度和抗剪强度与水泥掺量和基质吸力有关,水泥掺量越高、基质吸力越大,无侧限抗压强度和抗剪强度越大.不同水泥掺量和基质吸力条件下抗剪强度和无侧限抗压强度之间存在良好的线性关系.     

秸秆纤维黏土混合料作为填埋场衬垫材料可行性研究

为保证填埋场衬垫防渗系统的安全性,采用秸秆纤维对压实黏土衬垫系统进行改良,以提高衬垫系统的承载能力及抗开裂特性.通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、固结试验与抗开裂试验,探讨了秸秆纤维改良黏土的强度特性、变形特性和抗开裂特性,并以此对秸秆纤维黏土混合料作为填埋场衬垫材料的可行性进行评价.试验结果表明,秸秆纤维改良黏土具有较高的承载能力与抗开裂能力,秸秆纤维黏土混合料可以作为填埋场衬垫材料.秸秆纤维掺量对改良黏土的强度特性影响显著,随纤维掺量的增加,改良黏土的无侧限抗压强度先增大后减小,破裂形态由脆性破坏逐渐过渡为塑性破坏;黏聚力c、内摩擦角φ、压缩模量Es先增大后减小;压缩系数αv、压缩指数Cc则出现先减小后增大的趋势.最佳秸秆纤维掺量为0.30%,此时改良黏土的最大抗压强度达到459.15kPa,满足填埋场衬垫的工程强度要求.秸秆纤维掺量为0.30%的改良黏土,其开裂因子仅为0.008 1.     

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.