菌液浓度对SHMP改性微生物碳化活性MgO法固化黏土强度与微观结构影响

每年清淤疏浚过程都不可避免地会产生大量软弱土,亟须探寻环保有效的固化方法来对这些软土进行固化处理。微生物碳化活性MgO技术在土体改性中有着较好的应用前景与可持续性,将六偏磷酸钠(SHMP)、活性MgO以及巴氏芽孢杆菌诱导尿素水解过程引入到软土固化中,制备了不同稀释程度菌液的高初始含水率三轴试样,开展了无侧限抗压强度实验与扫描电镜实验,探讨了不同稀释程度菌液对固化试样的强度及微观胶结结构的影响。研究结果表明:泥浆状态的试样强度在养护1 d后即可显著提高,最高可超1 MPa;菌液浓度的下降使得试样的强度逐渐下降、胶结结构更加稀疏、颗粒间更加松散;当菌液稀释3倍后固化试样的强度接近无菌组试样的强度,表明菌液可作适当稀释使用,但稀释倍数不宜超过2倍。

氯氧镁水泥固化淤泥力学性能试验与微观机理研究

绿色低碳的氯氧镁水泥(MOC)在淤泥固化中具有较好的应用前景.目前,MOC固化淤泥领域对于MOC净浆中认为的较优水氯比区间(n(H_(2)O)/n(MgCl_(2))=12~21)研究较少,相关反应机理尚不明确.选取5组满足该区间的水氯比(n(H_(2)O)/n(MgCl_(2))=16,17,18,19,20),通过无侧限抗压强度(UCS)、酸碱度(pH)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等试验,研究了水氯比、MgO掺量以及养护龄期对MOC固化淤泥力学性能以及微观机理的影响.结果表明:MOC固化淤泥的最优水氯比为17;MOC固化淤泥早强显著,但14 d后无侧限抗压强度会有所下降;相同水氯比下,MgO掺量越高,生成的产物越多,无侧限抗压强度越大,pH也越高;MOC固化淤泥的产物以三相(3Mg(OH)_(2)·MgCl_(2)·8H_(2)O)为主,并含有少量五相产物(5Mg(OH)_(2)·MgCl_(2)·8H_(2)O).研究成果可为MOC在淤泥固化领域中的应用提供理论支撑.

海洋沉积物力学特性及其弹塑性本构模型

海洋沉积物的工程性质决定着海洋平台等海底锚固系统的安全稳定。针对南海科考2020年嘉庚号共享航次获得的南海西部深海沉积物,开展南海西部海域深海原状和重塑沉积物的固结试验和三轴排水剪切试验,探讨结构性对原状海洋沉积物的力学和变形特性影响。通过分析海洋沉积物的沉积环境和胶结结构性的形成过程,对原状海洋沉积物的有效应力进行修正,定义结构性因子,假设原状海洋沉积物的正常固结压缩指数为结构性因子的函数,引入结构性因子发展式并结合修正剑桥模型,提出考虑原状海洋沉积物胶结结构性的弹塑性本构模型,并通过与试验结果的对比,验证了其有效性。研究结果表明:原状海洋沉积物的压缩曲线具有明显的非线性特征,其压缩性随着荷载增大而迅速增大,压缩曲线逐渐趋近于重塑土;相同围压条件下原状海洋沉积物的抗剪强度低于重塑土,体变则大于重塑土;所建立的弹塑性本构模型能够较好地描述不同受力状态下原状海洋沉积物的应力–应变特征。研究成果将为海底锚固系统的稳定性分析和海底工程灾害的防治提供理论基础。