岩土工程深基坑施工中酸碱污染修复研究

为解决因酸碱污染导致的基坑土壤软化严重、易发生变形问题,提出一种岩土工程深基坑施工的酸碱污染修复研究。选用5~5.5 m深土壤作为实验样本,分别使用4%和10%两种浓度的HCL、NaOH溶液作为酸碱污染物,静止浸泡土壤30天。采用施工措施-物理化学修复-生物修复的复合修复技术,通过土壤淋洗技术、固化-稳定技术处理,并添加20 gATCC菌种溶液,对酸碱污染土静止反应30天。实验对比酸碱污染修复前后的土壤微观结构、应力应变性质变化、变形模量,得出所提修复方法能够强化土壤硬度,提高基坑可承受围压程度。

酸碱污染Q3黄土的一维压缩特征试验研究

随着黄土地区工业化和城镇化的不断发展,工业废水和生活污水中酸、碱以及pH值发生改变的雨水对土壤的污染问题日渐突出,地基土体受污染后在地表建筑物荷载的作用下会发生不同程度的二次沉降次生灾害。为研究酸碱污染对Q3黄土在不同压力区间内压缩指标的变化特征,对经过不同浓度污染后的土样进行标准固结试验。试验结果表明,对比孔隙水为蒸馏水的工况,酸污染土的总变形量增大,且最大压缩变形压力段下降;碱污染土的总变形量减小,且最大压缩变形压力段上升;土样经过酸污染后压缩系数增大,中压缩性变为高压缩性,但碱污染后的压缩系数却有不同程度的降低;酸污染土的压缩系数、压缩模量、体积压缩系数和压缩指数等压缩指标在小于400 kPa的中、低压力区间更敏感,碱污染土在大于400kPa的高压力区更敏感。在该基础上对侧限条件下的应力-应变关系进行分析,发现在不同污染情况下污染黄土的应力-应变曲线较好的符合Guanry关系。

含水率及压实度对酸碱污染重塑黄土的电阻率特征影响试验研究

为查明孔隙水化学环境对Q3黄土的电阻率与其影响因素之间的相互联系,通过模拟酸碱溶液对不同压实度的Q3黄土进行污染,并利用伏安法电阻率测试装置分析不同污染类型(酸、碱)、不同含水率、不同污染浓度等在不同压实度下的黄土试样的电阻率演变特征.实验结果表明:污染黄土的电阻率随含水率增加而呈幂指数减小,含水率增加至阈值后电阻率基本恒定;同等污染浓度下酸污染土电阻率大于碱污染土电阻率;污染黄土的电阻率随着污染浓度、压实度增加而逐渐降低.最后基于污染土电阻率随含水率降低的幂函数模型,分别建立了酸碱污染土电阻率与含水率、污染浓度、压实度间的协同联系.试验结果可为污染黄土场地的勘察、工程评价和改造治理提供数据支撑和理论依据.

碱污染黏土变形特性及微观结构演化规律的试验研究

以黏土在碱液环境下力学性质的改变为工程背景,研究不同浓度NaOH溶液作用下压实黏土的力学特性变化。采用压汞试验、扫描电镜试验对黏土微观结构进行观测,得到如下结论:NaOH溶液的引入将引起黏土的抗剪强度降低,引入碱液的浓度越大,剪切强度指标下降得越多,碱液质量分数从0提高到到24%时,黏土黏聚力仅为原状土的49.7%,最大抗压强度仅为原状土的25%左右;NaOH溶液的引入将对黏土颗粒进行严重的腐蚀,溶蚀其中的胶结物质,造成黏土内部总孔隙度的增加,整体呈松散结构,团聚体结构越加疏松,团体间孔隙更加分散,黏土表面的孔隙极度发育,结构松散度极高。在孔隙观测试验中,观察到碱液的腐蚀作用使得黏土体内部的小孔向大孔转化现象。

酸碱污染重塑粉质黏土的塑性及其与力学特性的关系

酸碱溶液会显著改变黏性土的力学特性因而在污染土的研究中备受关注。通过室内试验,详细研究了硫酸、盐酸和氢氧化钠污染重塑粉质黏土的现象、孔隙水离子成分以及土的塑性、压缩性和强度的变化规律。从孔隙溶液的pH值、离子交换以及土的结构三方面解释了硫酸和氢氧化钠污染土塑性增大、盐酸污染土塑性减小的机理。给出了这3种污染土的力学特性与塑性指标之间的关系,并与一些用于非污染重塑土的经验公式进行了对比。发现这3种酸碱污染土均表现出一定的结构性,尽管结构性形成的机理并不相同,但均导致压缩性增大,适用于非污染重塑土的经验公式会低估这类污染土的压缩性。研究发现这种低浓度的污染土的结构性不足以改变不排水抗剪强度cu与液性指数IL之间的关系,因而其强度可以大致通过未污染土的cu–IL关系来预测。

酸碱污染黄土抗剪强度演化规律及微观机制

为探索酸碱污染对天然黄土抗剪强度的影响,首先对原状黄土试样浸泡不同浓度的HCl和NaOH溶液,而后展开三轴强度试验、扫描电镜测试、压汞试验以及土体化学组成和液塑限的测定,研究酸碱污染作用对黄土抗剪强度、微观结构、化学成分和塑性的影响规律。结果表明:酸污染浓度增加,土体应力-应变曲线峰值衰减,抗剪强度劣化,黏聚力近指数趋势折减,内摩擦角相对稳定;碱污染浓度增加,土体应力-应变曲线峰值提升,抗剪强度增大,黏聚力增幅显著,内摩擦角略增;酸污染后,土体颗粒形态破碎,胶结物质溶解,颗粒与孔隙间界限模糊,骨架颗粒间孔隙、黏粒间孔隙含量及尺寸均增大;碱污染后,土体支架孔隙塌落,次生胶结均衡了局部损伤,补强了结构联结度,骨架颗粒间孔隙含量及尺寸均减小,黏粒间孔隙尺寸减小而含量增加;浸泡酸液后,土体内阳离子含量显著增加,碳酸钙含量急剧减少,液塑限均减小;浸泡碱液后,土体内Al^(3+)略有增加,其余阳离子平缓减少,碳酸钙含量小幅增加,液塑限均增大。分析试验结果,归纳了酸碱污染黄土抗剪强度演化的微观机制:酸碱污染效应下,土体内矿物溶解、离子交换、颗粒及孔隙结构调整,驱动土体初始结构损伤,新生结构形成,这一综合效应对土体抗剪强度而言是优是劣,取决于初始结构的损伤与新生结构的形成哪个更占优势。

酸碱污染对Q3黄土湿陷表征影响的试验研究

随着我国黄土地区城镇化和工业化的快速发展,生活污水、工业废水中的酸碱溶液对土体的污染问题以及大气环境演变导致的雨水pH值发生的改变对土壤的污染问题也日渐突出.黄土的湿陷性及相应的湿陷敏感性是其特有的水敏特征,对岩土工程的长期稳定性至关重要.颗粒间的胶结及组构特征对Q3黄土的应力状态和工程性质起到了重要的作用,但酸、碱溶液的侵入在一定程度上改变及重组了微观结构.为研究孔隙水酸碱度对Q3黄土的湿陷性及湿陷敏感性的影响,本试验设计了重塑和原状两种土样污染前后的湿陷性试验.实验结果表明:酸性污染液与碱性污染液都会增加黄土的湿陷系数,增大湿陷稳定时间及速率,改变黄土的湿陷敏感性,不同浓度的酸碱污染液对土体的影响随浓度增加呈规律性变化;不同种类的酸溶液对土体的湿陷性及实现敏感性的影响也有差异.在此基础上对酸碱污染土样进行湿陷敏感性分析,得出了在实际工程中需要考虑黄土受酸碱污染后湿陷性改变所带来的额外影响.

桂林地区酸、碱污染红黏土力学效应弱化试验研究

为了研究酸、碱污染对红黏土力学性质的影响,分别使用酸(HCl)溶液和碱(NaOH)溶液对桂林雁山红黏土进行浸泡,考虑酸浓度(0、1%、4%、8%)和养护时间(7,14d),碱浓度(0、4%、8%、12%)和养护时间(7,14d)双因子因素,通过室内试验,包括固结试验、三轴试验(UU)和直剪试验(快剪),分析酸碱污染对桂林雁山红黏土压缩性指标和抗剪强度指标的变化。试验结果表明:1)红黏土在HCl和NaOH中浸泡后,其压缩模量、黏聚力与内摩擦角逐渐减小,且随着酸、碱浓度及养护时间增加,减小的幅度增大;2)对比经HCl和NaOH浸泡红黏土,在相同养护时间下,经HCl浸泡红黏土的压缩模量、黏聚力的变化程度大于经NaOH浸泡红黏土的变化,内摩擦角反之;3)随着养护时间增加,经HCl浸泡的红黏土黏聚力与内摩擦角的变化程度小于经NaOH浸泡红黏土的变化,压缩模量反之。对试验结果分析后认为:在酸碱溶液作用下,红黏土的化学成分、颗粒大小及形状都将发生变化,使其原本稳定的结构状态发生改变,导致桂林地区酸碱污染红黏土力学效应弱化。

桂林地区碱污染红黏土力学效应弱化试验

为了研究碱污染对红黏土力学性质的影响,使用氢氧化钠(NaOH)溶液对桂林雁山红黏土进行浸泡,考虑碱浓度(0、 4%、 8%、 12%)和养护时间(1、 7、 14 d)双因子因素,通过室内直剪试验和固结试验,分析碱污染对桂林雁山红黏土力学性质的变化。试验结果表明:随着碱浓度及养护时间的增加,红黏土的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角减小;浸泡后红黏土的孔隙比增大,压缩系数增大,压缩模量减小。碱-土相互作用是导致桂林地区碱污染红黏土力学效应弱化的根本原因,其相互作用导致红黏土颗粒间的胶结物被溶解后又重新生成絮状物,使其原本稳定的结构状态发生改变。

碱污染红土的抗剪强度特性及碱土作用特征研究

考虑碱浓度、养护时间、干密度、含水率等影响因素,通过室内直剪试验,研究碱污染红土的抗剪强度特性,分析碱与红土的相互作用过程。结果表明:碱污染引起红土抗剪强度减小,碱浓度从4%到16%,抗剪强度减小程度逐渐增大;试样的养护总体上降低了碱污染红土的抗剪强度,随养护时间延长,抗剪强度呈先减后增再减的变化趋势;16%碱浓度时抗剪强度降低程度为35.0%,养护10d时抗剪强度降低程度为16.8%,碱浓度的影响大于试样养护时间的影响。碱污染红土的抗剪强度随干密度的增大而增大,随含水率的增大而减小,含水率的影响大于干密度的影响。碱污染引起红土的抗剪强度发生变化,其碱土作用特征可以从水解作用、侵蚀作用、胶结作用、溶解作用几个方面进行解释。

碱污染红黏土物理性质及微观结构试验研究

碱污染使得贵州某铝厂地基红黏土孔隙比、比重和塑性指数降低。结合实际污染液浓度及入磨母液为污染源,考虑时间和浓度效应,对碱污染原状红黏土通过室内土工、电镜扫描试验、能谱分析,研究其物理性质的变化。结果表明:高浓度下,各基本物理指标总体低于蒸馏水养护下各指标,有机质含量、比重、黏粒含量、塑性指数、孔隙比整体降低,养护0~10 d期间,浓度越大指标降低程度越大,10 d时出现极值点;低浓度下,土颗粒较为分散,各物理指标多在20 d或40 d时出现极值点;入磨母液中,各物理指标均较低。污染红黏土特殊物理性质的变化是其微观孔隙面积、颗粒个数、新盐填充在微观孔隙内部以及黏土矿物吸附溶液中物质所共同导致的,另外,碱污染红黏土中粘土矿物不吸附Mg元素,岩土工程中应引起注意。

贵阳碱污染红黏土物理力学性质室内试验研究

室内模拟污染条件下,对在不同浓度碱液中养护不同时间的贵阳红黏土进行物理力学指标的测定,得到了物理力学性质变化与碱浓度、养护时间之间的关系,并结合国内外的研究成果对碱污染红黏土物理力学性质变化的原因进行简要分析。试验结果表明:与未被污染红黏土相比,碱污染红黏土的质量、含水率增高,比重降低;碱液浓度相同时,随养护时间的增加呈现出孔隙比先降低后增加、液塑限先增加后降低、压缩系数先减小后增大、压缩模量先增加后减小、抗剪强度先增加后减小的变化规律。

碱污染红黏土抗剪强度特性室内试验研究

为了研究碱污染红黏土的抗剪强度特性,考虑碱液Na OH质量分数和养护时间2个因素,通过室内模拟试验,分析碱液与红黏土的相互作用。试验结果表明:高Na OH质量分数时红黏土的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角均增大,存在极大值,极大值出现的时间和碱液Na OH质量分数有关;低Na OH质量分数下红黏土抗剪强度降低,存在极小值,黏聚力呈先增后减,内摩擦角呈先减后增的变化趋势。碱污染红黏土抗剪强度特征为水化、离子吸附、阳离子交换、碱液溶蚀和外力共同作用的结果。

碱污染红黏土抗剪强度及破裂面微观结构特征研究

碱污染使得贵州某铝厂地基红黏土孔隙比、比重和塑性指数降低。本文结合实际污染液质量分数及入磨母液为污染源,考虑时间和质量分数效应,对碱污染原状红黏土通过室内直剪试验,研究其抗剪强度的变化。并从碱污染红黏土剪切位移为4 mm时破裂面的微观结构入手,对其微观孔隙、颗粒进行定性和定量分析,探究其剪切破坏时的破裂方式。结果表明:高质量分数下,抗剪强度整体增加,土中多为惰性孔隙,孔隙方向性较好,颗粒变得较为狭长;入母液下,抗剪强度整体增加最多,土中几乎全为惰性孔隙,孔隙方向性最好,颗粒最为狭长;低质量分数下,抗剪强度整体减少,土中内活性孔隙仍较多,孔隙方向性较差,颗粒仍保持较好圆度。为碱污染红黏土的改良以及宏-微观的定量化研究提供一定的参考。

工业场地碱污染土壤修复工程案例研究

文章主要介绍了江苏某化工场区域内碱污染土壤酸碱中和修复工程。根据场地特点，针对性的将污染土壤分为重污染土壤、中污染土壤和轻污染土壤来修复。通过现场中试，确定了3种污染土壤盐酸掺加比和浓度；其中重污染土壤掺加量为25mol／m^3，中污染土壤掺加量为2．5mol／m^3，轻污染土壤掺加量为0．25mol／m^3。根据中试结果，对污染土壤进行工程修复，修复过程中对土壤进行实时检测。工程施工结束后，由第三方机构对修复效果进行评估；评估结果为场地碱污染土壤pH值总体达到修复目标（pH为7～9），修复达标。

碱污染下红黏土强度指标变化的微观角度分析

为了研究碱性环境条件下桂林红黏土强度指标变化机制,对不同质量分数NaOH溶液污染下的红黏土开展直剪试验、物化分析试验、颗粒分析试验以及比表面积试验,进而探究地基土体宏观力学指标与微观结构之间的关系。研究结果表明:随着NaOH质量分数的增加,黏聚力逐渐增大,内摩擦角逐渐减小。随着孔隙溶液中Na^(+)质量分数的增加,微小土颗粒向黏粒转化,使黏粒质量分数增加,黏聚力增加。Na^(+)的加入引起土体内部孔塌陷,造成比表面积减小,黏聚力提高。本文从微观层面-矿物成分、土粒尺度和比表面积角度,分析了碱污染下红黏土强度指标变化的机理,发现碱污染状态下红黏土矿物成分被腐蚀引起颗粒内部孔塌陷,部分更微小的胶粒颗粒转化为稍大的黏粒颗粒,从而造成单位质量内土的比表面积减小。

岩土工程施工中酸碱污染地基土检测方法研究

在岩土工程施工中对酸碱污染地的基土进行承载力学分析和受力检测,为指导岩土工程施工的开凿深度、混凝土配比等提供数据参考。提出基于刚度软化传递力学分析的岩土工程施工中酸碱污染地基土检测方法。构建酸碱污染地基土的本构力学分析模型,根据等效弹性应力和屈服强度关系计算酸碱污染地基土的延性力学参量,根据基土的承载力徐变关系得到酸碱污染地基土的承载屈服分布模型,实现酸碱污染地基土检测的力学检测。

改革旧设备,消除酸碱污染

辽阳石化公司热电厂大型水处理车间每年耗用盐酸约5000吨,火碱约3000吨。该车间投产时由于采用传统的顺流式再生水处理床,酸碱耗高,排出废酸碱浓度出高近几年,我们自己动手,改造旧设备采用了逆流再生水处理新工艺,收到降低酸碱耗,出水质量好,排出废酸碱液浓度低的效果,既节省了资金,又消除了废酸碱水对环境的污染。顺流式床是指床子在工作时,进水方向与再生时进再生液方向相同。

潼南区某化工企业酸/碱污染土壤中和试验研究

本文依托潼南区某化工企业原址场地治理修复工程,开展酸/碱污染土壤中和试验研究,通过采用中和药剂分别对酸/碱污染土壤进行处置,将污染土壤与药剂充分搅拌混合后对修复后的土壤pH值进行测定,能够将酸/碱土壤pH值调节至5.51~9.5的修复目标范围。结论表明:本项目场地内酸污染土壤,生石灰添加量为0.4%~0.8%;碱污染土壤,盐酸添加量为0.15%~0.30%;酸/碱污染土壤添加中和药剂搅拌后其养护时间为24h。

迁入条件下碱污染红土的工程特性研究

考虑碱液浓度、迁入时间两个因素,通过浸泡试验方法,研究碱液迁入条件下碱污染红土的剪切、压缩等工程特性,分析碱液迁入与红土间的相互作用。试验结果表明:碱液浓度较低时,碱污染红土的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角、压缩模量减小,低于素红土;碱液浓度较高时,碱污染红土的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角、压缩模量增大,高于素红土;随碱液浓度增大,碱污染红土的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角、压缩模量逐渐增大。随迁入时间延长,低浓度下,碱污染红土的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角、压缩模量缓慢减小,存在极小值;高浓度下,碱污染红土的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角、压缩模量明显增大,存在极大值。碱液迁入引起红土工程特性变化的实质在于迁入过程中碱液与红土间的相互作用,可以分为初期、中期、后期三个阶段来解释。