水泥固化煤化工废水污染土的应力——应变特性及孔隙结构研究

采用室内试验的方法探究在水泥为固化剂、腐殖酸为污染源下,通过单轴、三轴、压汞试验对水泥固化煤化工废水污染土的应力-应变特性及孔隙结构进行研究。试验结果表明:固化煤化工废水污染土在不同污染物掺量下应力-应变曲线的变化规律基本一致,大体可分为三个阶段:弹性变形阶段、塑性屈服阶段、破坏阶段,并分析围压对固化煤化工废水污染土体应力-应变特性的影响规律;水泥固化污染土经不同冻融循环次数,试样的应力-应变曲线变化规律大致相近,呈应变软化型,且试样均呈现脆性破坏;水泥固化煤化工污染土随着水泥掺量增加,试样的孔隙减少,内部结构变密实,力学性能增强。     

利用熟石灰改善水泥固化土早期强度的试验研究

以内蒙古河套地区粉质粘土为研究对象,在水泥掺量一定的情况下,将熟石灰作为水泥土的外掺剂,通过室内无侧限抗压强度试验,探讨熟石灰掺量、龄期对水泥土早期无侧限抗压强度的影响规律。试验研究表明：在熟石灰的参与下,水泥土中存在火山灰作用和离子交换作用,但是作用效果较小,从而证明水化作用是水泥土强度的最主要来源。结合试验粘土特性和水泥土强度增长规律提出粘土中粘土矿物数量不足限制了火山灰作用和离子交换作用,超量熟石灰对水泥土强度基本没有影响。     

膨胀土强度特性的试验研究

【目的】研究膨胀潜势、含水率对膨胀土抗剪强度的影响,为膨胀土强度理论研究及其工程应用提供参考。【方法】采用固结不排水试验方法,通过TFB-1型非饱和土应力应变控制式三轴仪,分别测定取自陕西汉中、安康的2种膨胀土样及2种土样1∶1(质量比)混合土(简称汉中土、安康土、混合土)3种不同膨胀潜势的膨胀土在不同含水率下的抗剪强度指标,应用Microsoft Excel软件,绘制3种膨胀土的抗剪强度指标与含水率、自由膨胀率的关系曲线,探讨膨胀土抗剪强度与含水率、膨胀潜势的关系及变化趋势。【结果】3种膨胀土的含水率与非饱和膨胀土的抗剪强度指标呈负相关关系,当含水率由12%增大到24%时,汉中土、混合土、安康土3种膨胀土的黏聚力分别降低56.83,53.74和61.61kPa,三者的内摩擦角分别降低7.87°,9.12°和9.58°;3种膨胀土的膨胀潜势与非饱和膨胀土的抗剪强度指标呈正相关关系,汉中土、混合土、安康土的膨胀潜势依次减弱,当三者分别处于同一含水率(12%,15%,18%,21%和24%)时,汉中土、混合土、安康土的抗剪强度指标依次减小。【结论】非饱和膨胀土的抗剪强度与含水率、膨胀潜势密切相关。     

水泥土在冻融循环及污染水作用下强度特性及电阻率特性的研究

采用无侧限抗压强度测试试验以及伏安法电阻率测试试验对经受生活污水侵蚀及冻融循环双重作用下的水泥土进行抗压强度及电阻率测试,观察水泥土的无侧限抗压强度及电阻率随着不同的侵蚀浓度,不同的冻融循环次数的变化情况,试验结果表明,不同冻融次数的水泥土抗压强度随生活污水浓度的变化而不断的变化,受侵蚀浓度为40%的水泥土抗压强度强度是最大的,因此呼和浩特地区浓度为40%的生活污水可以作为相关工程水泥土搅拌用水。此外,建立了无侧限抗压强度与电阻率之间的关系。     

掺纤维固化土强度变化的研究

以杨凌黄土为供试对象,测定了不同固化剂用量和不同聚丙烯纤维掺量对固化土抗压强度的影响。结果表明,掺加聚丙烯纤维能够显著提高固化土的抗压强度,当固化剂掺量为1∶8、纤维掺量为0.9 kg/m3时,固化土的28 d抗压强度最高,较同条件下不掺纤维的固化土强度提高29%。经济性分析表明,该配比固化土较同配比水泥土具有更高的经济效益。     

水泥固化锌污染红粘土强度与微观孔隙特征

污染场地开挖置换后的污染土经过固化处理(S/S法),可作为浅层地基或护岸等非敏感区域的建筑材料,进行污染土的二次利用。针对该项技术,将一定量硝酸锌溶液与风干后红粘土混合,掺入适量水泥,并搅拌均匀、压实成型,标准养护7 d和28 d后依次进行无侧限抗压实验、压汞实验和含水率、体积等指标的测定,研究不同锌离子浓度、水泥掺量和养护龄期对锌污染红粘土水泥固化产物强度、微观孔隙和含水率等的影响。实验结果表明:水泥掺量在10%以内,锌离子浓度小于5000 mg·kg~(-1),固化物强度随龄期增长而增加;锌离子浓度大于5000 mg·kg~(-1),强度随龄期增长而先增加后减小。水泥掺量6%和8%时,固化物强度与锌离子浓度呈负相关;而水泥掺量10%时,锌离子浓度对强度的影响存在阈值,且阈值在1000 mg·kg~(-1)附近。与不含锌离子的28 d固化物相比,锌离子浓度小于1000 mg·kg~(-1)时,固化产物孔径小于10 nm的孔隙增加,孔径大于10μm的孔隙减少,强度提高;锌离子浓度在大于1000 mg·kg~(-1)时,严重阻碍C-S-H凝胶物的生成,10μm以上的孔隙和总孔隙率均显著增加,并且生成大量孔径为0.1~10μm的无定型物,同时使红粘土出现亲水性,养护过程中吸收水分且体积增加,强度则大幅度降低。     

在不同浸出条件下铅离子污染土的固化试验研究

利用水泥来固化/稳定污染土中的重金属离子是一种常用的处置方法。着重讨论了添加蒙脱土后的复合固化剂对铅离子的固化效果。设计了不同蒙脱土和水泥掺量的12组固化剂,通过污染土制备、压实成型、强度测试和溶出试验4个步骤来获得试验数据。其中在溶出试验过程中,设定了4种不同的溶出条件以进行对比分析。结果表明:即使已经远远满足TCLP条件的固化产物,但在更加恶劣的试验条件下,浸出液的浓度非常高,远远达不到标准,所以在固化应用于实际工程时,根据条件不同,要考虑到更加恶劣的条件。     

粗粒土变形与强度特性大三轴试验研究

对两种不同密度的某粗粒土进行了大三轴固结排水剪切试验,分析了粗粒土的应力-应变关系、强度及变形特性,初步探讨了反映剪胀程度的剪胀因子与三者之间的关系,对现有的一些适用于粗粒土的经验公式进行了验证。结果表明:粗粒土低围压下表现出应变软化和剪胀、高围压下表现出应变硬化和剪缩;高围压下最大主应力比和剪胀因子近似呈直线关系;粗粒土的抗剪强度包络线呈非线性,内摩擦角随剪胀因子的增加大致呈线性增加趋势,说明剪胀性的发生会增加粗粒土的抗剪强度;抛物线表达式能较合理地反映侧向应变与轴向应变之间的关系。     

水泥-生石灰对铬污染土固化效果及微观孔隙特征的影响

为评价水泥和生石灰对铬污染土壤的固化效果及固化土在工程中再利用的可行性,采用固化稳定法进行六价铬污染土壤的修复试验,将重铬酸钾(K_2CrO_7)人工添加至粉砂土以模拟污染土,通过无侧限抗压强度、浸出毒性、核磁共振孔隙和微观三维形貌试验,研究水泥和生石灰对铬污染土的固化效果及其微观孔隙特征。结果表明:固化土强度随龄期增加而显著增加,且达到废弃物的填埋标准,同时随六价铬离子浓度增大强度先增加后稳定或减少;六价铬离子浓度小于900 mg·kg~(-1)时,生石灰掺量对于固化土强度存在阈值为4%,低于4%时随着生石灰掺量增加强度呈上升趋势,浸出毒性降低且达到浸出标准,同时0.1~1μm孔隙占比最高,结构致密;高于4%时随着生石灰掺量增加强度呈下降趋势,浸出毒性波动变化,1~10μm的大孔径增多,结构致密性差,平整度降低。研究表明,掺入合适比例的水泥和生石灰对铬污染土有较好的固化效果,可防控受污染土壤中六价铬浸出和渗透到地下水带来的环境问题。     

夯实水泥黄土抗剪强度试验研究

为了探索夯实水泥土桩在黄土地区的适宜性及可靠性,通过直接剪切试验,分析了不同影响因素对夯实水泥黄土抗剪强度及相关指标的影响。结果表明,夯实水泥黄土的强度较原状黄土有很大提高;夯实水泥黄土的抗剪强度和粘聚力均随着初始含水量的增大先增大后减小,在最优含水量附近有一峰值;夯实水泥黄土的抗剪强度和粘聚力均随着水泥掺入比的增加而增大;内摩擦角与各影响因素之间未发现明显的变化规律。     

膨胀土的湿化特性试验研究

利用改进的湿化试验装置对取样子陕南西部的几种膨胀土进行了湿化试验，研究表明，试前含水量和裂隙发育状况对膨胀土在静水中的崩解有重要影响，膨胀土的湿化过程可分为吸不增重阶段，崩解缓慢加速阶段，崩解剧烈发生阶段和崩解减慢一终止阶段，膨胀土经过重塑后其湿化性主要受试前含水量和干密度控制。     

地基土液化特性的试验研究

本文通过室内动三轴对不同级配、不同粘土矿物成分、不同粘粒含量、不同干重度的重塑土所进行的系统试验 ,得出不论所含何种粘土矿物、也不论干重度及粗颗粒级配如何抗液化强度均在粘粒含量为 9%左右最低的变化规律。     

渠道衬砌水泥复合土抗压强度试验研究

利用黑龙江北安某灌渠区沉积粘土配制水泥土,稻壳粉掺量分别取0%、1.5%、4.5%、7.5%,养护龄期取3、9、14、28 d,通过水泥土室内配合比试验,研究不同稻壳粉掺量,不同龄期对水泥土无侧限抗压强度的影响,得出了固定水泥掺量后,不同龄期、不同稻壳粉掺入量与圆柱体无侧限抗压强度的关系,对该地区水泥土的进一步开发和应用有较好的指导作用。     

钢渣微粉对微生物固化风积沙强度影响的试验研究

为研究钢渣微粉和巴氏芽孢杆菌(Sporosarcina pasteurii)对风积沙强度的提高作用,确定合适的钢渣微粉掺量和固化配比。进行了不同钢渣微粉掺量下的微生物固化风积沙沙柱试验,以无侧限抗压强度为指标,结合沙柱碳酸钙生成量,确定钢渣微粉最佳掺量。以钢渣微粉为外加剂,利用巴氏芽孢杆菌对风积沙进行固化,以无侧限抗压强度为指标,在单因素试验的基础上,通过正交试验优化固化配比,并分析菌液OD值、胶结液浓度和胶结液加注次数对掺钢渣微粉风积沙的固化强度的影响。结果表明,钢渣微粉最佳掺量为2.5%,各因素对固化效果影响的主次顺序：胶结液浓度>胶结液加注次数>菌液OD值,推荐风积沙固化制度为单轮5次注浆,菌液OD值为2.0,胶结液浓度为1.5 mol/L,此时沙柱的无侧限抗压强度达到4.07 MPa,较未掺加钢渣微粉沙柱提高21.5%。     

铅锌矿废水污染水稻土Cd的化学形态与生物有效性研究

土壤中金属的各种化学形态监测对评价它的移动性和生物有效性非常重要。对利用铅锌矿废水〉50a而受到重金属污染的水稻土及水稻植株进行了采样、分析。用微波消解法消解土壤中总量Cd和植物中Cd含量,分别用DTPA溶液和模拟胃肠液（氨基乙酸经HCl酸化至pH1．5于37℃模拟的胃肠液环境）浸提土壤Cd的植物有效态和动物从“吞食后生物有效态”（简称SBET态）,用Tessier连续浸提法（略有修改）进行土壤Cd的形态分析。所有溶液中的Cd均用原子分光光度计进行检测。结果表明,总体上,土壤Cd以残渣态存在,其占到总量的60％以上;土壤中Cd的植物有效性（DTPA提取量）明显比其动物有效性（SBET提取量）低,其仅相当于后者的13．8％,表明该地区土壤由于受到来自铅锌矿废水的Cd污染而对当地动物／3．的潜在生态危害远远大于当地种植的水稻等农作物;Fe—Mn氧化物结合态Cd与土壤Cd的植物有效性（DTPA态）及动物从“吞食后生物有效性”（即SBET态）相关性最好,有机结合态Cd次之。本研究可以为建立土壤Cd数据库提供基础信息,也可用于说明Cd的形态（分析）对矿区土壤Cd的生物有效性的重要性。     

BCS土壤固化剂固化土的耐久性研究

【目的】确定BCS土壤固化剂的最佳掺量,分析BCS土壤固化剂对土壤的加固机理,探讨增强固化土耐久性的方法。【方法】选用陕西杨凌的黄土,按黄土质量加入12%的水泥及不同掺量的BCS核心材料,并按0.6%的BCS核心材料掺量,在黄土中加入不同质量比的水泥基BCS固化剂,通过抗压试验分析确定最佳的BCS核心材料掺量和最佳的BCS固化剂掺量。采用无侧限抗压试验、渗透试验、水稳性试验、干湿循环试验、冻融循环试验等研究固化土的耐久性,采用扫描电子显微镜(SEM)观测BCS固化土的微观结构和水化产物,分析BCS固化剂的作用机理。【结果】BCS土壤固化剂核心材料的最佳掺量为水泥质量的0.6%;固化剂水化产物中主要有纤维状和网状的水化硅酸钙凝胶(C-S-H)、六方棱柱型的三硫型水化硫铝酸钙晶体(Aft)以及片状或叠片状的氢氧化钙晶体(CH);固化土的渗透系数较水泥土略低,最低可达3.8×10-8 cm/s;固化土的水稳系数随着固化剂掺量的增加而降低,随着龄期的延长而升高;干湿循环后固化土的强度有所下降,强度损失率最高可达19.8%,但其强度随着固化剂掺量的增加而增大;采用硅酸钠、氢氧化钠或饱和石灰水进行养护,可有效提高固化土的抗冻融循环次数。【结论】与水泥土相比,BCS固化土的工程性能有所提高,采用饱和石灰水养护可显著增强固化土的抗冻性能。     

非饱和残坡积土强度随含水量变化试验研究

直接研究非饱和土的强度随含水量的变化,建立引入含水量的强度公式,具有重要的实用价值在普通三轴仪上进行非饱和残坡积土的强度试验,试验结果表明,非饱和残坡积土的抗剪强度随着含水量的增大而明显减小,这说明水分对强度的影响剧烈引入参数峰残应力比对非饱和残坡积土的应变软化特性进行了量化分析,发现最佳含水量为应力应变曲线从软化转变为硬化的临界含水量,且凝聚力c值随含水量的增加呈指数衰减,内摩擦角φ值随含水量的增加呈线性衰减在此基础上提出非饱和残坡积土总应力强度公式,公式运用简单便捷,可为工程实际应用提供参考     

含黏风积沙的抗剪强度特性试验研究

为研究干密度、含水率及含泥量等因素对塔克拉玛干沙漠边缘含黏风积沙剪切强度特性的影响,对不同干密度、不同含水率及不同含泥量的风积沙试样开展了大量的直接剪切试验,以此得到风积沙的抗剪强度、粘聚力c和内摩擦角φ的变化规律,并采用数理统计方法系统地分析了各因素对风积沙抗剪强度特性的影响。研究表明:干密度、含水率及含泥量对风积沙的抗剪强度特性具有显著的影响,含水率和干密度之间存在交互作用,且在干密度为1.56 g/cm3的情况下,存在一个最佳含水率使风积沙剪切强度最大为80 kPa。     

煤化工废水COD高效降解菌降解性能研究

从煤化工废水中分离筛选出4株高效降解COD菌株,将其制成生物菌剂,经生物强化应用到污水生物反应器中,以3种煤化工废水为培养基,30℃,150 r·min-1条件下培养,测定其对COD的降解能力。结果表明,强化菌剂对3种煤化工废水COD去除率均达89.3%以上,抗冲击负荷能力显著增强。PCR-DGGE分析结果表明,生物强化后,污水生物反应器内形成了稳定且丰富的微生物群落结构,随反应时间延长,高效功能菌逐渐在污水环境中占据优势地位。