关键词： 钢渣粉水泥固化土   硫酸盐-氯盐   无侧限抗压强度   扫描电镜   能谱分析  

摘要： 淤泥及淤泥质土由于其天然含水率高、压缩性高、强度低等的特性,如果在实际工程中遇到,一般采用水泥进行原位固化。但是采用水泥固化海相淤泥会出现以下问题,一是水泥生产过程会造成严重的环境污染,二是固化后的淤泥土在海水浸泡下,海水中的侵蚀性离子,如氯离子(Cl-)、硫酸根离子(SO42-)、镁离子(Mg2+)等对水泥固化土有侵蚀作用,会导致固化土的微观结构以及生成物发生变化,从而导致水泥固化土的物理力学性质发生变化,使得固化土的耐久性降低,进而影响工程的使用年限。本课题主要采用新型固化剂(钢渣粉)固化海相淤泥土,研究使用钢渣粉替换部分水泥固化淤泥土在侵蚀性离子作用下的强度劣化性能,从宏观以及微观两个方面分析固化土的物理性质变化以及劣化机理。通过室内物理力学试验,研究蒸馏水、硫酸盐溶液以及硫酸盐-氯盐混合溶液侵蚀条件下,钢渣粉水泥固化土(SSP-CS)和激发剂钢渣粉水泥固化土(A-SSP-CS)的质量、无侧限抗压强度(UCS)以及氯离子浓度随固化土试样侵蚀时间、侵蚀溶液浓度变化的规律,并与水泥固化土(CS)进行对比,探究采用钢渣粉替换部分水泥固化淤泥土的可行性。研究发现,在不同浓度硫酸盐溶液中侵蚀的各类固化土试样的质量均未出现损失,蒸馏水环境中只有SSP-CS侵蚀28d前试样的质量有损失。在混合溶液中,Cl-的存在可以降低固化土中硫酸盐的腐蚀速度,并且Cl-的浓度越高,延缓的效果就越明显。在硫酸盐-氯盐混合溶液中被侵蚀的各类固化土试样的质量均未出现损失。当侵蚀溶液中Cl-和SO42-共存时,Cl-会在一定程度上提高固化土的抗压强度,减轻固化土的侵蚀劣化程度,但是当侵蚀溶液中的Cl-浓度超过某个极限值以后,随着溶液中Cl-浓度的增大,这种减缓作用逐渐丧失。试验结果表明,各类固化土试样在不同侵蚀时间时,其强度达到最大值时溶液中Cl-浓度是不同的。利用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)分析蒸馏水、硫酸盐溶液以及硫酸盐-氯盐混合溶液中CS、SSP-CS以及A-SSP-CS的微观形貌以及物相变化,进而得到钢渣粉水泥固化土在硫酸盐溶液以及硫酸盐-氯盐混合溶液中的强度劣化机理。在混合溶液中侵蚀的固化土试样,在侵蚀前期,由于Cl-的渗透速率大于SO42-,Cl-会先与水化铝酸钙反应生成三氯铝酸钙,即Friedel’s盐。一方面,Friedel’s盐的膨胀性能低于钙矾石,另一方面,Cl-会与固化土中的水化产物发生反应,生成水化氯铝酸钙(3CaO·Al2O3·CaCl2·10H2O),使硫酸盐腐蚀产物钙矾石的产量减少,从而使硫酸盐对固化土的膨胀破坏作用减弱。在侵蚀后期,一方面由于Cl-参与水化反应生成的F’s盐无胶凝性,且熔融态的蜡状物质覆盖在颗粒的表面,使得水化物不能进行物质交换,水化作用变慢或被迫停止。更重要的另一方面是由于SO42-参与水化反应,生成钙矾石,而钙矾石的溶解度小,并且结合了大量的结合水,体积是原来水化铝酸钙的2.5倍,巨大的体积变化,使得试样由于钙矾石的存在产生了极大的内应力,致使试样发生膨胀破坏。通过反应生成的石膏与氢氧化钙相比,体积增加了将近2倍。反应同时生成了氢氧化钙,使孔隙溶液中的pH值升高,反过来又会加速钙矾石的生成,造成侵蚀越来越严重,使得试样的强度不断的降低。

关键词： 有机质   水泥土   固化   广州南沙淤泥土   无侧限抗压强度  

摘要： 针对有机质对水泥固化淤泥土强度的不良影响,在南沙淤泥土干粉中添加腐殖酸配制得到不同有机质质量分数的淤泥土,采用不同质量分数的水泥对其进行固化,进行无侧限抗压强度试验,探讨了水泥及有机质质量分数、龄期对固化的有机质淤泥土无侧限抗压强度的影响.试验结果表明:有机质的存在严重阻碍水泥的水化反应,但有机质质量分数对水泥固化淤泥土强度的影响是有极限的,超过5%时,有机质质量分数的增加对固化土强度下降的影响就不明显了;固化土的强度随水泥质量分数的增加呈幂函数形式增长;随龄期的增长,含有机质的水泥土强度仍远低于普通水泥土的强度,表明有机质的影响并不会随龄期增长而减小.

关键词： 淤泥   水泥   离子固化剂   抗压强度   应力应变   破坏形态  

摘要： 为了使废弃的淤泥获得工程价值,提高淤泥土的强度,通过对不同掺量的水泥和离子固化剂的配比,研究固化后淤泥在不同龄期下无侧限抗压强度,分析了水泥掺量和离子固化剂掺量对固化土抗压强度的影响,确定了离子固化剂的最佳掺量,得出了淤泥离子固化土的两种破坏形态。结果表明:淤泥固化土的抗压强度与水泥掺量成明显的线性递增关系,当离子固化剂的掺量达到0.02%时抗压强度不再明显的增加,甚至会降低;离子固化剂固化淤泥土有利于提高早期强度;当6%水泥和0.02%离子固化剂掺量时可达到工程要求,可见淤泥离子固化土的研究具有重要的工程意义。

关键词： 固化淤泥土   冻融循环   形变特征   无侧限抗压强度   抗剪强度  

摘要： 为研究固化淤泥土经过冻融循环后的力学性质变化及其劣化机理,通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、固结试验等土力学试验对其形变特征、内摩擦角、黏聚力以及压缩特性的变化进行分析。结果表明:固化淤泥土随着冻融循环次数的增加,其无侧限抗压强度、内摩擦角、黏聚力以及压缩屈服压力等重要力学指标均出现减小的现象;6次冻融循环后,固化淤泥土达到承受极限,在此之后试样的各项力学指标将发生突变,破坏类型变为脆性破坏。研究成果可为固化淤泥土冻融循环劣化防治措施的制定提供科学的思路。

关键词： 岩土固化剂   淤泥土   水泥土   抗压强度  

摘要： 淤泥的存在往往会构成软弱地基,工程中通常采用水泥土搅拌桩形成复合地基进行加固,但由于软基情况复杂,有时单纯水泥加固会存在强度过低,难以满足工程需求的情况。对广东某地区的淤泥土进行了固化试验研究,探讨了A、B、C三种固化剂单掺和复掺对淤泥水泥土的改良效果。试验结果表明,在淤泥水泥土中掺入早强剂和低掺量的B固化剂提高固化土力学强度的效果最佳,固化剂掺量并非越高越好。

关键词： 固化淤泥土   膨润土   抗冻融性能提升   提升最优值   结构稳定性强化   冻融循环弱化  

摘要： 为了研究膨润土对固化淤泥土抗冻融性能的提升效应,针对冻融循环过程中不同膨润土掺入量的固化淤泥土,开展了无侧限抗压强度试验、直接剪切试验等宏观试验,以及相应的电镜扫描分析等微细观分析和理论分析。膨润土能够有效的提高固化淤泥土的破坏应变、无侧限抗压强度、粘聚力和内摩擦角等指标,并且能够保证上述指标在冻融循环作用下不发生衰减。膨润土的掺入量,存在一个最优值:该值附近,膨润土对固化淤泥土抗冻融性能的提升效果最好。膨润土对固化淤泥土抗冻融性能的提升,通过内部结构稳定性的强化和冻融循环作用的弱化等双重作用而实现。膨润土的颗粒填充能够减小固化淤泥土的孔隙率,同时膨润土可以参与固化反应生成固化骨架,从而促进固化淤泥土内部结构稳定性的强化。膨润土的吸水作用可以减少参与冻融循环作用的自由水,同时膨润土的湿胀干缩作用可以部分抵消冻胀融缩效应,进而促冻融循环作用的弱化。

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。