上覆层填料物理力学特性对复合衬垫界面剪切特性影响研究

采用改进ZLB-1型三联流变直剪仪研究了填料特性对复合衬垫界面剪切特性的影响,得到上覆层填料不同物理力学特性在不同法向应力下的剪切应力-位移曲线。结果表明,黏土与砂土均出现了位移软化现象,且随含砂率增加,位移软化现象更明显;土工膜-钠基膨润土垫界面在复合衬垫界面中摩擦系数最低,且饱和状态下界面摩擦系数明显低于非饱和状态下界面摩擦系数。含砂率增加,复合衬垫界面间似黏聚力降低,似摩擦角先降低后增加再降低;含水率增加,似黏聚力和似摩擦角均先增大后减小。

改性超细水泥浆液物理力学性能试验研究

针对超细水泥浆液存在抗侵蚀能力差、后期体积倒缩等不足,文中通过掺加不同含量的膨胀剂UEA、奈系减水剂FDN-C、三异丙醇胺速凝剂TIPA,研究改性超细水泥浆液析水率、流动度、初终凝结时间、单轴抗压强度、膨胀率的变化规律。结果表明,随减水剂掺量增加,改性超细水泥浆液析水率最小值为17 ml,且流动度从234 mm下降至183 mm;凝结时间与速凝剂掺量成反比,U30F0.4T4.0配比的初凝时间最短,初凝时间为506 min,相比纯超细水泥浆液加快了33.68%。U30F0.8T4.0配比的3 d抗压强度峰值为10.46 MPa,U30F0.8T1.2配比的28 d抗压强度峰值为8.1 MPa,各龄期强度均不低于2.5 MPa,满足工程要求。当膨胀剂掺量为10%时,试块膨胀率最大,3~28 d试块膨胀率比纯超细水泥大0.803%~0.956%。研究成果可为特殊注浆加固止水工程提供一定参考。

复合竖向阻隔屏障技术介绍与对比

为满足环保领域高防渗要求,复合竖向阻隔屏障技术得到了广泛应用。复合竖向阻隔技术是通过引入高性能防渗土工合成材料,与墙体回填材料,如土–膨润土、水泥–膨润土、土–水泥–膨润土等,组成复合防渗结构,以解决单层结构竖向阻隔屏障防渗等级不能满足环保要求的问题。HDPE土工膜竖向阻隔屏障和GCL竖向阻隔屏障是当前复合竖向阻隔屏障技术中的代表性技术,介绍两种复合竖向阻隔屏障技术的基本情况、土工材料连接和技术应用,为技术的选用提供参考。

存在圆形孔洞缺陷复合衬垫的渗透性试验研究

垃圾填埋场复合衬垫最主要的作用是防渗,其中土工膜(Polyethylene,PE)、复合土工膜(Geomembrane,GM)和膨润土防水毯(Geosynthetic Clay Liner,GCL)组成的复合衬垫应用最为广泛。在试验过程中,使用柔性壁渗透仪来测定存在圆形孔洞的PE/GCL和GM/GCL复合衬垫的渗透性能,进一步分析了孔洞数量、渗透水头和围压对复合衬垫渗透性的影响程度。试验表明:①土工膜直径为10 cm,试样上存在3个1 mm直径的孔洞时,对复合衬垫的防渗效果影响不大;②土工膜PE与GCL防渗效果最佳,比含有土工织物的复合土工膜GM/GCL衬垫的渗透系数要小;③存在孔洞的PE/GCL和GM/GCL组成的复合衬垫,渗透水头在20~100 kPa变化过程中,外界围压越大,复合衬垫渗透系数呈降低的变化趋势。

颗粒膨胀对膨润土复合衬垫防渗性能的影响及介观机制分析

膨润土复合衬垫(geosynthetic clay liners,GCL)的防渗性能与膨润土颗粒水化后的多孔介质特性密切相关。通过建立去离子水环境下颗粒尺度GCL渗流的COMSOL数值计算模型,量化研究了颗粒膨胀对GCL有效孔隙率、迂曲度以及渗透系数的影响。研究结果表明,介观尺度膨润土颗粒的膨胀是影响GCL整体有效孔隙率、迂曲度及最终渗透系数的关键因素。膨润土颗粒膨胀会明显影响流径数量及流径通道宽度。当GCL的渗透系数接近10^(-11)m/s量级时,存在一条明显的主流径,初始孔隙率从0.5上升至0.6时,颗粒膨胀后的有效孔隙率从0.07上升至0.11,最小流径通道的宽度约为0.001 mm,大约为水分子的2500倍。随着膨润土颗粒的膨胀,GCL内主流径迂曲度逐渐增加。当初始细颗粒直径为0.1 mm,初始孔隙率从0.5增加至0.6时,GCL内主流径迂曲度在1.2~1.4之间,但所有初始孔隙率下的主流径迂曲度变化范围在0.07左右。同时,渗透系数接近10^(-11)m/s量级时,膨润土颗粒膨胀对GCL渗透系数的影响非常显著,当孔隙膨胀率大于0.96后,孔隙膨胀率增加了0.01,GCL的渗透系数会迅速下降一个数量级。

矿用丙烯酸盐灌浆材料的制备与性能研究

煤矿顶板渗漏水治理是采煤过程中难以绕开的难题,化学灌浆是解决这一问题的有效手段。采用合成的丙烯酸镁溶液与交联剂、引发剂、促进剂等为原料制备丙烯酸盐灌浆材料。研究丙烯酸镁浓度、交联剂的种类和用量、引发剂用量对丙烯酸盐灌浆材料凝胶体性能的影响。结果表明:交联剂的种类和用量对凝胶体的性能起决定性作用,与常规的二乙二醇二丙烯酸酯交联剂制备的丙烯酸盐灌浆材料相比,采用甲基丙烯酸二甲氨基乙酯交联剂制备的丙烯酸盐灌浆材料具有更优的综合性能,其固砂体抗压强度大于200 kPa,遇水膨胀率超50%,断裂伸长率高于1000%。该高弹丙烯酸盐灌浆材料兼具优异的可灌性、抗渗性能、抗挤出性能以及与岩样的黏结性能,可用于煤矿顶板渗漏水治理。

丙烯酸盐灌浆材料研究进展

文章概述了渗漏的影响及国内外的治理情况和丙烯酸盐灌浆材料的总体情况,介绍了丙烯酸盐灌浆材料基本组成、成胶特点和各组分对其性能的影响。同时,简要概述了丙烯酸盐灌浆材料在解决裂缝情况下的防渗堵漏机理,总结了目前丙烯酸盐类灌浆材料在工程中的应用和研究进展,提出了目前丙烯酸盐灌浆材料在安全环保、性能提升、经济适用、注浆工艺等方面所存在的不足,提出对丙烯酸盐灌浆材料发展的期望。

不同产地防中子辐射蛇纹石骨料混凝土比选

选取湖北蕲春、江西弋阳、陕西汉中三个产地蛇纹石骨料(以下简称湖北、江西、陕西蛇纹石骨料),通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TG)对蛇纹石骨料防中子辐射性能和在高温下的结构稳定性进行了研究。结果表明:湖北、江西、陕西蛇纹石骨料结晶水含量分别为6.89%、12.55%、12.50%(质量分数),其中江西和陕西蛇纹石骨料结晶水含量高,对防中子辐射更有利;粒径为(10,16]和(16,20] mm的湖北蛇纹石骨料在500℃时出现热爆裂行为,其热重损失值分别为12.62%、24.72%。由于陕西蛇纹石骨料含有水镁石,在温度为300~500℃时水镁石热分解脱水,使骨料在500℃热重损失值达到2.75%~4.04%;江西蛇纹石骨料在500℃时热重损失值最大为2.26%,且无热爆裂行为和无水镁石的影响,其高温结构稳定性较好,是三个产地中性能最佳的蛇纹石骨料。本文提出的不同粒径蛇纹石骨料高温下结构稳定性的测试方法,对推进国产蛇纹石骨料在核电反应堆、散裂中子源、核聚变材料辐照设施中的可维护测试单元等防中子辐射混凝土工程应用中具有一定指导意义。

渗透性有机硅表面防护涂料的研究及应用现状

阐述了混凝土的腐蚀机理和工程中得到广泛应用的渗透性有机硅涂料的防护机理;并对水性、溶剂型和乳液型三种有机硅防护涂料的作用原理和使用性能及其研究状况、市售产品和性能检测标准进行了介绍。

HDPE土工膜温度应力及其应力松弛评价

利用弹性理论和粘弹性模型提出了温度应力和温度应力松弛的评价方法.采用拉压传感器、热电偶以及位移计研究了环境温度变化对HDPE土工膜温度应力的影响,以及HDPE土工膜温度应力伴随时间变化的规律.实验结果表明:HDPE土工膜的温度应力伴随环境温度的变化而变化,当环境温度下降时将导致HDPE土工膜收缩产生温度应力;在同一温度条件下,HDPE土工膜发生了温度应力松弛现象.运用提出的评价方法对温度应力及其应力松弛进行了评价,并与模拟试验结果进行了对比,温度应力松弛现象的解析结果与实验趋势一致.所提出的评价方法对HDPE土工膜温度应力及其松弛现象解析具有实际使用价值.

改性膨润土作为垃圾填埋场防渗材料的研究

对膨润土与改性膨润土作为垃圾填埋场防渗层材料研究进展进行简要介绍;重点阐述聚丙烯酰胺改性膨润土的研究现状,分析聚丙烯酰胺改性膨润土作为垃圾填埋场土工合成材料的可行性。

聚丙烯酰胺改性膨润土防渗材料的制备及其表征

以吉林省刘房子地区天然膨润土为主要原料,采用水溶液聚合法,在室温条件下,首次通过改性聚丙烯酰胺对膨润土进行直接插层改性,制备了一种新型聚丙烯酰胺改性膨润土防渗材料。结合表征结果讨论了不同改性聚丙烯酰胺加入量对改性膨润土材料结构的影响,结果表明,聚丙烯酰胺加入量为30%的改性膨润土比表面积较原土增大,粒径分布较好;XRD表征结果说明,聚丙烯酰胺插层使膨润土的层间距变化不大,对膨润土的其它部分的结构及形貌等未产生影响,d001的峰比较尖锐,说明聚丙烯酰胺在膨润土中分散性较好;SEM表征显示改性膨润土表面的不规整程度明显增加;IR分析结果说明膨润土层间存在聚丙烯酰胺。

固化剂种类和用量对丙烯酸镁防水材料固化的影响

以丙烯酸镁溶液为原料,以氧化-还原引发体系过硫酸钠-亚硫酸氢钠、过硫酸铵-三乙醇胺为固化体系,研究固化体系的种类、用量对丙烯酸镁溶液固化时间的影响;并研究交联剂用量对丙烯酸镁溶液固化时间、溶胀性能、遇水膨胀率的影响。结果表明,过硫酸钠-亚硫酸氢钠固化体系引发效率较高;增加氧化剂用量使体系固化时间变短,增加还原剂用量使体系固化时间变长,当氧化剂用量一定时,氧化剂与还原剂配比越大,固化时间越短,溶胀度越大。交联剂用量增加,固化时间变短,凝胶体的溶胀度和遇水膨胀率均降低,凝胶体表面形貌的孔洞越大越多,防水效果较好。

土工膜-土工布界面动力剪切特性试验研究

糙面土工膜(GMX)和无纺土工布(GT)是垃圾填埋场中周边衬垫系统的重要组成部分,其界面特性对于整体填埋场的稳定性尤为重要。但是,目前对GMX-GT界面的动力剪切特性研究较少。为此,利用大型直剪仪,开展了一系列全饱和条件及干燥条件下GMX-GT界面的循环剪切试验,主要研究了竖向应力、位移幅值和循环次数等对GMX-GT界面动力剪切特性的影响,并对比分析了全饱和及干燥两种条件下GMX-GT界面动力剪切特性的差异。研究结果表明,随着位移幅值的增加,GMX-GT界面呈现出由剪切硬化向剪切软化转变的特性。循环剪切作用使得界面的内摩擦角随着位移幅值的增加而增大。GMX-GT界面主要表现为剪缩特性,且总剪缩量随竖向应力、位移幅值和循环次数的增加而增加。剪切刚度随竖向应力和循环次数的增大而增大,随位移幅值的增大而减小。阻尼比随位移幅值的增大而增大,随循环次数的增加而减小,说明位移幅值会增加GMX-GT界面的能量的耗散。GMX-GT界面在干燥条件下的破坏模式与饱和条件下的存在明显差异,干燥条件下GT内部的破坏更加显著,全饱和条件下GMX表面的破坏更加明显。

复合土工膜在人工湖蓄水池防渗工程中的应用

膨润土防水毯(GCL)的防渗性能优异且施工方便,近年来在人工湖防渗衬垫系统中广泛应用.以GCL在人工湖防渗工程中的实际施工应用为背景,介绍了GCL在施工过程中的注意事项,并对施工过程中的表面保护以及质量控制做了详细介绍,进一步保证了工程的防水效果,在施工过程中进行了设计优化,降低了工程造价.

水泥砂浆外涂有机硅烷防护效果研究

为了研究外涂有机硅水泥砂浆材料的防护效果,用有机硅涂料对水泥砂浆进行表面涂层处理,并与未涂层水泥砂浆和涂丙烯酸的水泥砂浆相比较,系统研究了改性有机硅涂层对防水抗渗性能、抗碳化性能、抗氯离子渗透等性能的影响。试验结果表明:有机硅外涂水泥砂浆呈现出较好地疏水效果,使用有机硅外涂水泥砂浆的防水抗渗性能大大改善了;与空白组、丙烯酸组相比,涂有有机硅涂层的砂浆的氯离子扩散系数显著降低,约为空白组的1/4,约为丙烯酸组的1/3;随着养护时间的增加,涂有有机硅涂层的试块的碳化程度明显低于空白组和丙烯酸组,而且碳化深度增长速度明显变慢;空白样水泥砂浆密实性较差,表面粗糙多孔,试块结构疏松,而加了硅烷的试块涂料与水泥浆表面粘结紧密,界面区并不明显。为烷氧基有机硅烷作为水泥砂浆防护材料实际工程应用奠定一定的基础。

土工膜穿刺性能的试验研究

垃圾填埋场底部和坡面都设置了防渗系统,阻止渗滤液流入地下,采用几种不同端部角度的贯入棒进行土工膜穿刺性能试验,研究了基础强度、土工膜种类和无纺布铺设与否对土工膜耐穿刺性能的影响。

现代加筋土技术应用与研究进展

对土工合成材料研究与应用概况、加筋土的国内外应用与研究进展、加筋土基本理论研究进展进行了综合分析；

影响土工织物膨润土垫水力和力学特性的因素

近年来土工织物膨润土垫被越来越多地应用到防渗工程,它的水力特性和力学性能决定其防渗作用。受试验条件和研究手段的限制,这2方面的研究工作还没有得到国内学者的重视,应用中还存在盲目性。着眼于土工织物膨润土垫的水力特性和力学性能,从影响因素的角度入手,总结了国内外学者的研究及结论,为国内更加广泛地应用奠定了基础。

改性膨润土防渗材料吸附性能的研究

以天然钠基膨润土为原料并用改性聚丙烯酰胺对膨润土进行改性,制备了一种新型改性膨润土防渗材料。选用沈阳大辛填埋场的垃圾渗透液为处理对象,利用静态吸附实验对改性膨润土防渗材料吸附渗滤液的吸附机理进行了探讨。结果表明,改性膨润土对有机污染物的吸附性能效果明显好于膨润土原土,对含高浓度有机物的垃圾渗滤液的COD最大去除率可达30.73%;由等温吸附曲线可知,改性膨润土吸附过程可用Freundlich模型进行适宜地描述,等温吸附曲线方程为y=0.4211x-1.3787,r^2=0.9921;改性膨润土在静态吸附条件下,对COD的吸附去除作用以物理吸附为主。