关键词： 固化淤泥土   干湿循环   劣化特征   固化骨架侵蚀   黏土颗粒剥离   微细观孔隙扩容  

摘要： 干湿循环作用将对固化淤泥土造成持续的侵蚀和劣化效应。基于无侧限抗压强度试验和固结试验等宏观试验方法,和电镜扫描分析、压汞孔隙分析和氮吸附孔隙分析等微细观分析手段,探索了干湿循环作用下固化淤泥土的宏观指标衰减规律和微细观侵蚀特征。宏观试验结果表明:经历18次干湿循环作用,固化淤泥土的初始孔隙比降低10%,无侧限抗压强度降低13%,弹性模量降低62%,破坏应变增加1.12倍,压缩模量减小32%。微细观分析结果表明:固化骨架被侵蚀成蜂窝状,固化骨架与填充其间的黏土颗粒发生剥离而产生微裂隙,黏土颗粒发生重组和扩容。固化骨架因为黏土颗粒的剥离和重组而失去支撑,是固化淤泥土干湿循环劣化的主要驱动来源。

关键词： 固化淤泥土   粉煤灰   水泥   干湿循环   无侧限抗压强度  

摘要： 通过水泥和粉煤灰等固化剂对南沙淤泥进行固化处理,并在模拟滨海环境下进行干湿循环试验,通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、扫描电镜试验,研究不同干湿循环次数和不同水泥粉煤灰掺量对其力学性能和微观结构的影响。研究结果表明：固化淤泥土的内摩擦角、黏聚力、无侧限抗压强度随干湿循环次数的增加而呈现先上升后下降的特点,随着水泥,粉煤灰掺量的增加而增加。微观试验结果表明：干湿循环影响固化淤泥土中胶凝体晶体颗粒的生成,从而影响固化土结构的致密性。

关键词： 腐殖酸   钍(Th)   动力学   热力学   水处理技术  

摘要： 通过批实验考察了不溶性腐殖酸（IHA）对水中钍（Th）的吸附行为,探讨了IHA投加量、吸附时间、pH、吸附温度等对吸附性能的影响,分析了吸附动力学、吸附等温线和热力学过程,利用SEM和FTIR分析了相关吸附机理。结果表明：30℃下,1.0 g/L的IHA在pH=3.5,吸附时间6 h时,对50 mg/L Th（Ⅳ）的去除率达到78.6%,温度越高,Th（Ⅳ）去除率越高。IHA对Th（Ⅳ）的吸附是自发吸热反应,符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学方程;IHA吸附Th（Ⅳ）的机理表现为离子交换和络合。

关键词： 淤泥   固化技术   河堤  

摘要： 淤泥的承载力较低,属于典型的软土,不宜作为天然地基。固化剂掺入淤泥后将与淤泥中的水分发生一系列的水解和水化反应,含水率降低,孔隙比减小,粘聚力大幅增强,内摩擦角显著增大。通过固化土建筑河堤的试验,表明固化土河堤有着较好的稳定性,固化土材料在河堤项目中的应用是可行的,并且能够较好地适应沿海地区的施工环境。

关键词： 固化淤泥土   冻融循环   微观结构   抗冻方法   力学性能  

摘要： 淤泥具有粘粒含量高、高含水率、孔隙比大、渗透性差、强度低、变形大、固结时间长、压缩性高等特点，很难被直接用于实际工程，且大多淤泥还含有一定的污染物，会对环境造成污染。将江河湖海的淤泥通过固化处理，转化为新型的土工建筑材料，既可解决淤泥堆积占地和环境污染等问题，又可缓解工程用土日益增长和建设成本不断攀升的困境，是一种经济效益和社会效益的发展模式。因此，本文拟以固化淤泥土为研究对象，结合土力学与土质学理论，从宏观力学与微观结构层面，研究不同冻融循环次数作用下固化淤泥土长期力学性能的演化规律，并揭示其性能劣化的内在机理；提出固化淤泥土长期力学性能的预估模型和提升固化淤泥土耐久性的方法，以达到全面提升固化淤泥土利用效益的最终目标，对解决目前处理淤泥所面临的难题，无疑具有十分重要的理论价值和实际指导意义。主要研究结论如下：\n 1）以水泥、石灰、偏高岭土为主要固化剂，通过开展无侧限抗压强度试验，研究了固化淤泥土的强度与养护龄期和固化剂掺量之间的关系。研究结果表明：随着养护时间的增长，固化淤泥土试样强度持续增长；28天之前，试样强度增长较快；28天之后，强度增长较慢，且逐渐趋于稳定；但是28天之后的强度增长量仍然较大，证明了考虑固化淤泥土长期强度的必要性；水泥、石灰有助于固化淤泥土强度的提升，偏高岭土含量的多少对固化淤泥土强度影响不大，而腐殖酸不利于固化淤泥土强度的提升。\n 2）开展了冻融循环作用下三组（甲、乙、丙）不同配比固化淤泥土的无侧限抗压强度试验，分析了冻融循环（0次、3次、6次、12次、18次）对固化土无侧限抗压强度的影响，结果表明：三组试样的无侧限抗压强度强度随冻融循环次数的增加而降低，其中乙组配比下的固化淤泥土性能最佳。对乙组配比下的固化淤泥土进行单轴固结试验和直剪试验时，发现冻融循环会弱化固化土抗剪强度。反复冻融循环后，固化淤泥土的压缩系数随着冻融循环次数的增加均呈现逐渐增大趋势，压缩模量随着垂直压力的增加而逐渐增加，随着冻融循环次数的增加逐渐减小。\n 3）通过开展固化淤泥土试样冻融循环前后的微观孔隙结构试验，发现固化淤泥土样的孔隙主要以大、中、小孔为主，特大孔和微孔较少，且土样的孔隙由不均匀逐渐向均匀发展。\n 4）开展了3种不同比例（0%、3%、5%）膨润土含量下固化淤泥土的无侧限抗压强度和直剪试验，发现固化淤泥土中添加3%膨润土，能够大幅提升固化淤泥土的抗冻性，当掺量超过3%后，固化淤泥土的抗冻融性能不再增加。

关键词： 水泥固化淤泥土   纤维加筋   强度评估公式   邓肯-张   模型参数  

摘要： 在我国的河道维护和海洋工程中,每年都会产生大量的疏浚淤泥。这些废弃淤泥工程性质差,国内外常采用水泥类的胶凝材料对其稳定处理。然而这种水泥固化淤泥土常表现出受荷脆性破坏、泡水软化崩解等缺陷,难以满足复杂应力条件(如张拉,浸泡等条件)下特殊工程结构的长期强度和变形稳定性要求。为了克服这些缺陷,本文参考前人的研究成果将随机分散的聚乙烯醇短纤维掺加到水泥固化疏浚淤泥中改善其力学性能。无侧限抗压强度是水泥固化淤泥土室内配合比设计和工程抗压强度设计中常用的参考指标。如何估测材料的无侧限抗压强度是工程设计中的一个关键问题。对于普通的水泥固化淤泥土,学者们已经提出了许多的强度评估公式。这些公式大都表明,水泥固化淤泥土的无侧限抗压强度主要取决于水灰比和固化时间。对于纤维加筋水泥固化淤泥土而言,整合各种影响因素如水泥掺量、纤维掺量以及养护龄期研究其强度评估公式的文献鲜有见到。本文在不同的养护龄期下,针对不同纤维掺入比和水泥掺入比的纤维加筋水泥固化淤泥试样进行了一系列的无侧限压缩试验,建立了考虑水灰比、纤维掺入比以及养护龄期影响的纤维加筋水泥固化淤泥强度评估模型。研究结果表明,增加纤维掺入比有效提高了水泥固化淤泥土的峰值无侧限抗压强度和残余强度。纤维加筋水泥固化淤泥土的强度与水灰比之间的关系可以用Abrams方程分析。Abrams方程中的参数B与水灰比、纤维掺入比以及养护龄期均无关,仅在1.23至1.24间变化。Abrams方程中的参数A不仅随养护龄期增长,还随着纤维掺入比的增加而增长,可以表示为养护龄期的幂函数。该幂函数的比例系数M和乘幂N是与纤维掺入比有关的线性函数。掌握材料在工程结构中的工作状态离不开解析和数值分析。这就需要根据实际情况恰当选用材料的本构模型。邓肯-张E-B本构模型能较好地反映土体的非线性性态,在基坑、堤坝等工程的解析和数值分析工作中广泛应用。因此,本文还在不同的纤维掺入比条件下进行了若干组排水三轴试验,考虑纤维掺入比的影响,建立了纤维加筋水泥固化淤泥土的邓肯-张五-B本构模型,提出了受纤维掺入比影响的模型参数经验公式。研究结果表明,随着纤维掺入比的增加,水泥固化淤泥土的黏聚力呈幂函数型增长,而内摩擦角几乎不变。掺入纤维后,水泥固化淤泥土的应力-应变曲线表现为加工硬化型,形状呈双曲线,符合邓肯-张模型的假设。通过建立邓肯-张E-B本构模型,获得了其初始切线弹性模量参数K与体积模量参数Kb随纤维掺入比增加的幂函数型增长规律。

关键词： 壳聚糖   吸附   重金属离子   动力学  

摘要： 利用实验室自制的壳聚糖交联不溶性腐殖酸小球为吸附剂,研究其对Pb(II)吸附动力学行为.结果表明:当Pb(II)初浓度分别为50、150和250 mg/L时,吸附均在5h达平衡.而且Pb(II)的初浓度为50和150mg/L时,吸附速率可按一级反应处理.

关键词： 固化淤泥土   长期强度   初始含水率   固化剂   强度预测模型  

摘要： 为研究初始含水率、固化剂种类以及外加腐殖酸对淤泥固化土长期强度的影响,采用堆载预压法降低淤泥初始含水率,以消除传统翻晒烘干法对淤泥赋存腐殖酸的破坏作用。通过无侧限抗压强度试验,分析了180d龄期的固化淤泥土长期强度的发展规律,得到了淤泥固化土的无侧限抗压强度与养护时间之间的线性关系。结果表明,初始含水率和水泥、石灰、腐殖酸、偏高岭土等固化剂对固化淤泥土长期强度发展规律都有显著的影响。偏高岭土的掺入对淤泥固化土初期强度影响不明显,但能明显增强淤泥固化土的后期强度。根据12组不同配比固化淤泥土长期强度数据,引入强度增长因子,建立了固化淤泥土长期强度发展规律预测模型。研究成果可以促进固化淤泥土作为工程填筑的推广应用。

关键词： 壳聚糖   不溶性腐植酸   交联   Pb(Ⅱ)   吸附  

摘要： 以壳聚糖和不溶性腐殖酸为原料,采用滴加成球法制备了一种新型重金属离子吸附剂——壳聚糖交联不溶性腐殖酸,对其进行了物理性质测定及FT-IR、SEM等分析。研究了吸附剂对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附特征。吸附等温线分别以Freundlich和Langmuir方程进行拟合,结果显示,吸附的最佳模型为Freundlich吸附模型。利用该方程拟合的数据,由Clausius-Claperyon’s方程计算出的Pb(Ⅱ)吸附焓变值,说明吸附剂对Pb(Ⅱ)的吸附以化学吸附为主。利用吸附剂吸附Pb(Ⅱ)前后的XPS分析了吸附机理,同时考察了温度、p H值及吸附时间对吸附效果的影响。结果表明,随着温度的升高和pH值的增大,吸附剂对Pb(Ⅱ)的吸附量增加,而且吸附更符合准二级动力学模型。