EN-1固化剂加固黄土的工程特性及其影响因素

通过击实试验、直剪试验和渗透试验研究EN-1固化剂掺量、养护龄期、压实度和含水率因素对固化土强度和渗透特性的影响。结果表明：EN-1固化剂可显著增大土壤干密度,提高土壤抗剪强度和抗渗性,改善黄土的工程性能;随着固化剂掺量、养护龄期和压实度增大,固化土的抗剪强度指标内摩擦角和凝聚力呈上升趋势,渗透系数呈下降趋势;随着含水率的增大,内摩擦角和凝聚力呈下降趋势。在工程实践中,建议EN-1固化剂加固黄土的适宜掺量选择0.01%,养护龄期需要7 d以上,压实度至少控制在0.95以上,含水率略低于最优含水率。     

SSA土壤固化剂对黄土击实、抗剪及渗透特性的影响

为了探讨土壤固化剂对黄土力学特性的影响,通过黄土样中加入SSA土壤固化剂前后的击实试验、直剪试验和渗透试验的对比分析,研究了固化剂掺量、养护龄期与固化土击实、抗剪强度及渗透特性的关系。结果表明,随SSA土壤固化剂掺量增加,固化土的最优含水率有所降低,最大干密度有所增大;固化土的抗剪强度指标黏聚力和内摩擦角随固化剂掺量的增加和养护龄期的延长而增大,渗透系数随固化剂掺量的增加和养护龄期的延长而减小。在实际应用中,建议SSA固化剂最佳掺量为1%,养护龄期至少7 d以上。     

密度和含水率对固化土无侧限抗压强度的影响

 为给修建土壤固化剂集流面的施工工艺提供科学依据,采用正交设计方法,对密度和含水率影响固化土强度的规律性进行试验研究。试验分析结果表明:密度对固化土强度的影响大于含水率;随着密度的增大,固化土的强度呈直线上升;在同一密度下含水率在最优含水率的80%±5%范围内时,固化土的强度达到最大。在实际施工过程中,建议尽可能的增加固化土的密度,压实度控制至少超过0.94;混合料的含水率控制在最优含水率的80%～90%之间。     

影响MBER固化土劈裂抗拉强度的因素试验

采用MBER土壤固化剂和水泥,对剂量、含水率和龄期影响固化土和水泥土的劈裂抗拉强度的规律性进行了试验研究.结果表明,固化土劈裂抗拉强度在0.08～0.43 MPa,水泥土劈裂抗拉强度在0.09～0.35 MPa.在其他条件一定时,固化土和水泥土的劈裂抗拉强度随着剂量增加丽增大,劈裂抗拉强度在试件含水率为最优含水率时达到最大值;随龄期增大,固化土和水泥土的劈裂抗拉强度均有不同程度的增大.在龄期相同条件下,固化土劈裂抗拉强度略高于水泥土.     

MBER固化土弹性模量的试验研究

弹性模量是固化土一项基本的力学性能指标,直接影响结构的静力和动力力学分析计算,对弹性模量的试验研究具有重要的实际意义。针对固化土弹性模量研究薄弱的问题,以自主研发的MBER土壤固化剂为研究对象,通过对杨凌试验区土样进行室内试验,分别对影响MBER固化土的弹性模量的土壤固化剂剂量、不同含水率和不同龄期3种因素进行分析研究。根据试验结果,获得了MBER固化土应力—应变关系曲线,得出固化土弹性模量在300～1 000MPa。固化土的弹性模量随着土壤固化剂剂量,含水率及龄期的增长呈增加趋势,而当含水率达到一定值时,固化土的弹性模量呈下降趋势。因此,通过合理控制土壤固化剂剂量及含水率,能够改善固化土的力学性能,进而达到改良固化土的目的。     

土壤固化剂集流面不同施工工艺比较

土壤固化剂以土壤为固结对象，具有就地取材、减少砂石量和节省工程造价等优点，在集雨工程特别是集流面建设中具有广阔的应用前景。该文在提出固化剂集流面施工工艺分类的基础上，阐述了干硬性－整体施工－固化剂浆液收光、干硬性－整体施工－自然收光、干硬性－砌块施工、塑性－整体施工－自然收光等4种不同施工工艺的技术要求。通过测定集流面的集流效率和粗糙系数，认为固化剂集流面的集流效率达到90％以上，表面粗糙系数在0.011～0.014之间。与混凝土集流面比较，固化剂集流面的建造成本可节约40％以上。试验结果表明：砌块施工工艺在未来固化剂集流面的发展应用中具有重要的地位和价值；单一用途的集流面应考虑塑性施工工艺；表面采用固化剂浆液收光有利于降低集流面的粗糙系数和表面干缩裂缝。     

土壤固化技术应用于戈壁荒漠区水土保持工程的试验研究

依托输变电项目工程,对高强高耐水土壤固化剂(HEC)应用于戈壁荒漠区3种典型土壤的固化效果进行了室内试验研究.试验以无侧限抗压强度要达到1.5 MPa为标准,分别对影响固化效果的养护龄期、固化剂掺量等因素进行了对比分析.结果表明,在养护龄期7d以上,固化剂掺量达到8％以上时,固化剂对3种土壤的固化效果能够达到设计要求.通过对固化样本的力学性能、渗透性能、干缩性能等测试后表明,样本的各项性能均能满足输变电线路工程的水土保持要求.     

EN-1固化剂对4种土壤抗剪强度的影响

[目的]为了探讨离子固化剂路邦EN-1对黄土性土壤的固化性能。[方法]对(土娄)图土、风沙土、黄绵土、黄棕壤4种土在不同固化剂掺量、养护龄期的固化进行了直剪试验。[结果]路邦EN-1固化剂可以有效提高4种土壤的抗剪强度,特别是大幅度提高了(土娄)和黄棕壤的黏聚力。[结论]固化剂的掺量并非越大越好,掺入量过多反而会降低土壤的抗剪强度。掺量为0.01%,养护时间为28d时固化效果最佳。路邦EN-1固化剂适用于黏粒含量较大的土壤,不适用于砂粒含量较大的土壤。     

EN-1固化剂对土壤抗崩性的影响

[目的]探讨EN-1固化剂对土壤抗崩性的影响,为固持河岸边坡提供理论依据。[方法]应用室内静水崩解试验,研究添加EN-1固化剂比例为0(素土),0.05%,0.10%,0.15%,0.20%和0.30%水平时,分别在压实度0.85,0.90和0.95状态下,养护3,7和15d的崩解量和崩解速率。[结果]在试验设计的EN-1固化剂掺入量、养护龄期和压实度范围内,随EN-1固化剂掺入量的增加、养护龄期的延长和压实度的增大,固化土的崩解量较素土显著减小。[结论]从固化剂的有效利用率和经济的角度考虑,当EN-1固化剂掺量为0.20%时,养护龄期为7d及以上时,压实度为0.90及以上时抗崩解固土性能较好。     

MBER土壤固化剂集流场的施工工艺

 人工集流场常用的防渗材料有混凝土、聚乙烯薄膜和沥青玻璃丝油毡等,这些材料的集流效率高,但是存在造价高或耐久性差的缺点。应用土壤固化剂修建集流场,能够有效解决集流材料造价高和耐久性差等问题。在阐述MBER土壤固化剂的组成和固化机制、原材料的技术要求、配合比设计和集流场结构设计等基础上,重点研究土壤固化剂集流场的施工工艺,提出了在干硬性施工工艺中混合料的均匀性、含水率和施工时间是应用固化剂修建集流场的关键技术,建议加强对塑性施工工艺的研究。     

晋西黄土区切沟对其上方集水区内土壤水分的影响

为掌握黄土高原切沟对其上方集水区内土壤水分的影响,选取晋西黄土区典型切沟上方的集水区为研究对象,采用土钻法定期测量0—10 m土层的土壤水分,探讨集水区内不同地貌部位的土壤水分状况。结果表明:(1)集水区内土壤水分状况受距离切沟远近和地貌部位的共同影响。(2)集水区内距离切沟1 m处的蓄水量显著低于距离切沟3,6 m处的蓄水量(P＜0.05),集水区内洼地的蓄水量大于坡面。(3)集水区内6个采样点浅层含水量随时间变化剧烈,深层含水量随时间变化小。(4)切沟对其上方集水区内土壤水分的水平影响距离为1~3 m,距切沟1 m处,影响深度最深可达7 m,距切沟3 m处,影响深度为2 m。在未来开展切沟治理中,建议在距离切沟1 m范围内密植低耗水的耐旱灌木或草本,利用密植的植物增加地面糙率,降低水流流速,并利用植物根系网络土体,增加抗冲性,从而起到防治切沟溯源侵蚀。     

金沙江干热河谷冲沟区优先流影响下的土壤力学特性

为探究金沙江干热河谷冲沟区优先流与土壤力学的相关机理，揭示优先流影响下土壤抗剪强度特征规律，丰富干热河谷冲沟发育区沟侵蚀机理，为该地区进一步开展沟蚀治理提供理论依据。在典型冲沟发育区选择完整冲沟为研究对象，基于染色示踪、土壤理化、原状土直剪试验，利用RDA等统计方法分析优先流与土壤力学指标间的相关性，明晰优先流和抗剪强度的关系。结果表明：(1)由于冲沟发育使冲沟内由集水区到沟底优先流发育程度逐渐降低。土壤含水率、容重、总孔隙度、有机质含量均呈优先流区大于基质流区，机械组成分形维数整体上基质流区(2.680～2.874)大于优先流区(2.746～2.893)。(2)冲沟区优先流通过影响土壤黏聚力和内摩擦角进而对抗剪强度产生影响，一定程度上会降低土体抗剪强度。集水区、沟头抗剪强度大于沟床和沟底。优先流区黏聚力(1.24～2.65 kPa)小于基质流区黏聚力(1.91～4.27 kPa),优先流区内摩擦角(19.52°～22.47°)略大于基质流区内摩擦角(17.68°～22.35°),优先流区抗剪强度(36.66～43.68 kPa)整体小于基质流区抗剪强度(38.74～47.32 kPa...     

Critical soil bulk density and strength for pea seedling root growth as related to other soil factors

Bulk density and soil strength are two major soil physical factors affecting root growth of pea seedlings. This study was conducted to determine the influence of soil texture, organic carbon content and water content on critical bulk density and strength. Soil from the plough layer (PL) and beneath the sub-soil (SUB) was used. By soil packing and adjusting the water content between 30% and 100% of field water capacity (FWC) a wide range of bulk density (1.3–1.7 Mg m⁻³) and strength (0.24–6.66 MPa) were obtained. Pea (Pisum sativum L.) was grown in the packed cores of 100 cm³ for 72 h at 20°C. Regression models were developed to explain root growth in terms of bulk density, soil strength, silt and clay (<60 μm) content, organic carbon, and water content. The regression curve of root growth as a function of soil strength showed that 40% of maximum root length can be regarded as an indicator of very poor root growth. By substituting this value into the root growth equations we calculated a critical bulk density and strength in terms of fraction<60 μm, organic carbon percentage and water content. The values of critical bulk density in both layers and of critical soil strength in the sub-soil increased with a decreasing content of fraction<60 μm. Irrespective of fraction<60 μm content, the critical bulk density and strength decreased as soil water content decreased. Critical soil strength was more sensitive than critical bulk density to changes in fraction<60 μm content and water content. This study provides data and a method for predicting critical bulk density and soil strength in relation to other soil properties for pea seedling root growth.     

基于流变学法研究容重和含水率对土壤结构力学稳定性的影响

土壤结构力学稳定性不仅与土壤质量和肥力密切相关,而且还与农业器具设计和农业水土工程建设紧密联系。该研究以黄土高原广泛分布的塿土和黄绵土为研究对象,采用振幅扫描试验模拟振荡荷载过程,研究土壤容重和含水率对土壤结构力学稳定性的影响。结果表明：1）随土壤容重的增加,土粒间接触点增多,使得剪切强度参数：线性黏弹区的剪切应力、屈服点的剪切应力、最大剪切应力及屈服点的储能模量均增加,土壤结构强度增强;其在较大剪切应变下的弹性和总的弹性（屈服点的剪切应变和积分z）先增大后降低,表明土壤颗粒存在一个最稳定的排列组合方式。同时,剪切强度参数对土壤容重的响应更为敏感。2）随含水率的增加,土壤颗粒间黏聚力和摩擦力降低,剪切强度参数：线性黏弹区的剪切应力、屈服点的剪切应力、最大剪切应力及屈服点的储能模量均降低,土壤结构强度降低;当剪切应变在线性黏弹区时,弹性随含水率的增加而增加,而较大的剪切应变下的弹性和总的弹性随含水率增加均降低。3）对比2种土壤,因塿土的黏粒、有机质、阳离子交换量、比表面积等较高,增加了土粒间的胶结强度,使得塿土的弹性和剪切强度较高,而黄绵土结构更具脆性。该研究结果表明基于流变仪中的振幅扫描测试所获取的流变学参数能够定量表征土壤细观结构力学稳定性,为进一步深入认识土壤微观力学特性提供了丰富的评价参数。     

黄土区大型露天矿排土场水力侵蚀计算与防治

以黄土区安太堡露天矿未复垦排土场为对象,研究未复垦排土场平台水力侵蚀(沟蚀)状况,通过实地外业采样和内业数据处理,结合数据统计分析平台,计算出了研究区内的沟蚀量分布情况,并分析了平台汇水面、土壤容重、坡度与沟蚀模数的关系,估算研究区水力侵蚀造成的直接经济损失,提出排土场平台复垦和水土流失防治措施。结果表明:(1)研究区水力侵蚀严重,总体沟蚀模数相当于自然地貌土壤侵蚀模数的6.8倍,其中平台汇水面对沟蚀模数的影响巨大;(2)排土场平台表层土壤压实,40cm以内土层压实最为严重,深层土壤土质较疏松;(3)排土场平台坡度和坡长在一定程度上可以反映出土壤侵蚀的高低,在水土流失防治措施中应予考虑。在平台复垦和土壤侵蚀防治中应采用减少平台汇水面积、增大地表水入渗能力和提高植被覆盖度的措施为主,本研究成果可为排土场复垦和水土流失防治提供参考。     

多因素影响下土壤上升毛管水运动特性HYDRUS模拟及验证

基于饱和—非饱和土壤水分运动理论,通过HYDRUS-1D软件对多因素作用下的土壤上升毛管水运动进行模拟,研究土壤容重、黏粒含量、初始含水率、地下水埋深和时间5个因素对上升毛管水运动特性的影响。分别建立上升毛管水补给量和毛管水上升高度与各影响因素之间经验模型,其均方根误差均为0.003 cm,相关系数均大于0.99,决定系数均大于0.98(P0.01),计算值与实测值相对误差均小于11.25%。各影响因素对上升毛管水补给量的影响程度由大到小依次为时间、土壤容重、初始含水率、黏粒含量、地下水埋深,对毛管水上升高度的影响程度由大到小依次为时间、初始含水率、黏粒含量、土壤容重、地下水埋深。采用截距为0的线性函数对毛管水上升高度与上升毛管水补给量之间的关系曲线进行拟合,其决定系数均在0.96以上,表明其两者之间呈显著线性关系。该研究成果可为制定灌溉和排水以及盐碱地改良等措施提供理论依据。