冻融循环条件下水泥固化铅污染土强度模型研究

以冻融循环条件下水泥固化铅污染土为研究对象,通过室内试验研究冻融条件下水泥固化铅污染土的抗压强度特性。试验结果表明:水泥固化铅污染土的强度随水泥掺量增大而增大,随冻融循环次数的增加先略微增加,达到峰值后,随冻融循环次数的增加而快速减小,最后趋于稳定。随着冻融循环次数的增加,不同铅离子浓度的固化铅污染土的强度损失量不同,并表现出在相同水泥掺量下,铅离子浓度为0.5%的固化污染土抗压强度损失量最小。通过回归分析,建立了水泥固化铅污染土强度随冻融循环次数变化的预测模型,为实际工程提供理论参考。

冻融循环对固化铅污染土强度与孔隙特征影响的试验研究

水泥基固化剂封闭是近年来重金属污染修复治理的主要技术手段之一。冻融循环作用是影响水泥固化重金属污染土力学特性的重要外营力。本文以人工制备的铅污染土为研究对象,结合冻融实验和室内土工试验,研究冻融循环作用对铅污染土无侧限抗压强度的影响。结果表明:随着水泥掺量的增大,水泥固化铅污染土的无侧限抗压强度增大,破坏应变减小;随着铅离子掺量的增大(污染程度升高),水泥固化铅污染土的无侧限抗压强度q u降低,应力-应变曲线变化趋势更加相似;水泥固化铅污染土的无侧限抗压强度q u随冻融频次的增大而降低;相同冻融频次条件下,随着水泥掺量的增加,水泥固化铅污染土的无侧限抗压强度q u损失率降低。基于SEM图像对固化铅污染土进行微观结构定量分析,表明随着冻融次数的增加,试样中细颗粒(<1μm)和细孔隙(<2μm)所占比例均提高。冻融作用对土体结构的破坏可能是导致土样无侧限抗压强度q u降低的主要原因。

氯盐侵蚀作用对水泥固化铅污染土化学稳定性的影响

含侵蚀性盐离子(SO_4^(2-)、Cl-等)的地下水环境可能会改变水泥固化污染土中重金属离子的溶出特性.通过毒性浸出试验模拟研究了遭受NaCl溶液侵蚀的水泥固化铅污染土的化学稳定性.试验结果表明,遭受NaCl溶液侵蚀后,随着NaCl浓度的增加,浸出液pH值略有减小,浸出液中Pb^(2+)质量浓度亦有所降低.短期浸泡,浸出液pH值最低,Pb^(2+)质量浓度最大;随后,pH值随浸泡时间增加而增大,Pb^(2+)质量浓度随浸泡时间增加而减小.当Pb^(2+)含量≤5 000 mg/kg时,浸出液中Pb^(2+)质量浓度均小于5 mg/L,满足环境要求;而Pb^(2+)含量为10 000 mg/kg的固化土体,滤出的Pb^(2+)质量浓度均超过5 mg/L,不能满足环境要求.

碳化对水泥固化铅污染土的电阻率特性影响规律

为确保重金属污染场地再开发利用的稳定性和安全性，采用室内加速碳化试验研究碳化对水泥固化铅污染土电阻率特性的影响规律。人工配制不同铅含量的污染土，采用水泥固化后进行室内加速碳化试验，分析碳化作用对固化土电阻率和pH值的影响规律，并讨论固化土的电阻率与无侧限抗压强度的相关关系。试验结果表明，碳化作用下水泥固化铅污染土的电阻率随着碳化时间和水泥掺入量的增加而增大，随着铅含量、孔隙率和饱和度的增加而减小。提出一个能够有效反映碳化时间、水泥掺入量和铅含量等因素对固化土电阻率影响的表征参数，采用该参数替代 Archie 电阻率模型中的土体孔隙率即可将Archie电阻率模型扩展应用到水泥固化重金属污染土领域。固化土的pH值随着铅含量增加而有所降低；碳化后固化土的pH值从11～12降低到8～9。固化土的电阻率与强度具较好的对应关系，电阻率法可作为一种有效的水泥固化铅污染土性能评价方法。