膨润土浆液配比对软土地层CSM水泥土搅拌墙成墙质量影响

依托上海浦东沿海地区某大型地下工程,开展了不同膨润土浆液配比的80 m级超深CSM等厚度水泥土搅拌墙施工,通过取芯检测的墙体抗压强度和渗透系数,分析了膨润土掺量对28 d和45 d墙体质量参数的影响。结果表明:随着膨润土掺量的增加,墙体的强度经历了先增后减的变化,当掺量在5%之间时,增长速度迅速增加,但值得注意的是,当掺量大于5%,增长速度出现了降低;膨润土可降低墙体的渗透能力,但随着养护时间加长,墙体的渗透系数又出现了明显的增长。采用功效系数法对不同膨润土掺量的墙体质量进行综合分析,结果表明膨润土掺量为5%时的墙体质量最佳。

膨润土掺量对沥青性能影响试验分析

为研究膨润土掺量对沥青性能的影响,选用70#基质沥青,按照6种膨润土掺量(即0%、10%、15%、20%、25%、30%)制备试件,并对试件进行马歇尔稳定度试验、间接拉伸强度试验、回弹模量试验及四点弯曲疲劳试验。结果表明,膨润土掺量为20%时,沥青混合料的性能有了明显提高,不仅间接拉伸强度及回弹模量有明显提升,抗变形能力也明显增强。

Ca^(2+)浓度对膨润土掺砂混合土渗透性能的影响

垃圾填埋场底部铺设含黏土或膨润土掺砂混合土的防渗系统,防止渗滤液流入地下污染周边环境。采用模型试验研究Ca^(2+)离子浓度和基础局部沉降对膨润土掺砂混合土渗透特性的影响。试验结果表明Ca^(2+)浓度对膨润土掺砂混合土的渗透性能有较大影响,渗透液中Ca^(2+)浓度超过一定值后混合土渗漏;Ca^(2+)离子浓度与发生渗透时间之间有很大关系,浓度越高发生渗透的时间越短;同样沉降量条件下,含Ca^(2+)离子溶液渗透的混合土均发生渗漏,而用蒸馏水作渗透液的没有出现渗漏;钠基膨润土遇Ca^(2+)离子溶液后,当Ca^(2+)离子浓度大于两倍Na+就会发生离子交换,钠基膨润土转化为钙基膨润土,混合土的防渗性能下降。因此开展Ca^(2+)离子浓度对膨润土掺砂混合土渗透特性的研究具有较好的理论和实际意义。

非饱和膨润土掺砂混合物的水力和力学性质

采用压力板法和滤纸法对膨润土掺砂混合物土-水特征曲线的低吸力段(<1.5 MPa)与高吸力段(>1.5MPa)分别进行量测.不同吸力测试方法得到的试验结果具有较好的一致性.根据试验测得的土-水特征曲线,得到混合物的残余含水量和进水值;利用吸力可控制的非饱和土固结仪,进行不同常吸力下膨润土掺砂混合物的压缩试验,得到不同吸力下的压缩曲线.试验结果表明:随着施加吸力的增大,膨润土掺砂混合物的屈服应力增大,而压缩指数减小;同一吸力下,湿化段上吸力对应试样的屈服应力大于经过湿化饱和后处于干化段上吸力对应试样的屈服应力.

膨润土及掺砂混合物膨胀变形试验研究

膨润土作为高放废物深层地质处置的缓冲/回填材料,非常有必要研究其物理力学性能。本文利用固结仪对钙基膨润土及其掺砂混合物进行了一系列膨胀变形的试验研究,分析了膨胀变形特性与初始干密度和含水率之间的关系。试验结果表明:膨润土及掺砂混合物的膨胀应变主要取决于膨润土及掺砂混合物的最初干密度和膨润土含量,随着初始干密度的增加而增加,随初始含水率的增加膨胀变形逐渐减小。

渗滤液饱和膨润土掺砂混合土的膨胀与渗透特性

对膨润土掺砂混合土非饱和压实样,在不同温度和竖向应力为50 kPa的条件下分别用纯水和渗滤液进行饱和膨胀试验以及饱和后的固结试验.利用变水头试验和固结试验,测量当渗滤液作为孔隙液体时不同掺砂率混合土的渗透系数.试验结果表明:①饱和液体种类对膨润土掺砂混合土膨胀变形的影响较大,用渗滤液饱和膨润土掺砂混合土的最终膨胀率比用纯水饱和的要小;②当掺砂率较低时渗滤液饱和混合土的膨胀力比纯水饱和的小,当掺砂率为50%时2种液体饱和膨润土掺砂混合土的膨胀力几乎相等,混合土的膨胀变形和膨胀力随温度升高而减小;③在孔隙比相近的条件下纯水饱和混合土的渗透系数比渗滤液饱和的稍大,随温度升高渗透系数增大;④在相同孔隙比条件下,固结试验方法测定的渗透系数小于变水头试验测定的数值.

淋滤液饱和掺砂膨润土的压缩固结特性试验研究

通过对膨润土-砂混合物进行一维压缩固结试验,研究掺砂及液相介质对膨润土压缩固结特性的影响.研究发现,膨润土-砂混合物的胀缩临界压力随掺砂率的增加而减小,两者呈现良好的线性关系;压缩系数随掺砂率的变化存在峰值,当掺砂率小于60%时,压缩系数随掺砂率的升高而升高,并呈现良好线性;掺砂率大于60%时,压缩系数随掺砂率的升高而降低;固结系数随掺砂率呈现线性变化;液相介质对掺砂膨润土的压缩固结特性有很大影响,以淋滤液饱和时,其压缩性明显升高,固结变快.试验结果对垃圾填埋场防渗缓冲层的改进提供试验依据.

冲击加载下养护龄期对掺膨润土充填体力学破坏特征研究

深部开采中爆破、地震波等冲击对不同养护期的胶结充填体稳定性造成破坏,威胁采场安全。为此采用霍普金森杆试验系统对充填体试样进行单次冲击试验,分析爆破荷载下不同龄期掺膨润土全尾砂胶结充填体的动力学特性。结果表明:动态冲击曲线存在多个波峰,养护早期(3、7 d)表现为动态强度硬化(峰值应变0.005左右),后期(14、28 d)为动态强度软化(峰值应变0.002左右);充填体DIF与膨润土掺量正相关,与龄期负相关;养护龄期3-14 d时,动态抗压强度、吸收能、单位体积吸收能随膨润土掺量的增大呈先降后升趋势(10%为临界点),28 d时,两者正相关,养护龄期的延长可以提高充填体吸收能量的能力,增强抗冲击性能;养护早期韧性指数随膨润土掺量的增大而降低,养护后期两者关系表现为正相关且敏感性更高、增幅更显著。

砂-黏混合地层渣土改良及膨润土泥浆掺入规律研究

通过试验对钙剂膨润土和钠基膨润土进行比选,选择泥浆质量分数为10%,膨化时间为24 h的钠基膨润土作为渣土改良剂。以广州地铁21号线为例,针对砂-黏混合地层的特点,通过含砂率梯度及含水率梯度的土样集,得到多种工况下的改良剂最优掺入比,进一步总结了钠基膨润土泥浆掺入比随地层含砂率及含水率变化的掺入规律,并拟合得到了三者的函数关系。

粘土掺膨润土隔离墙施工和易性研究

粘土掺膨润土竖向隔离墙因其优异的阻滞性能被广泛应用于工程中。对粘土掺膨润土竖向隔离墙的施工和易性进行了研究,探讨了粘土掺膨润土隔离墙在膨润土掺量为3%、5%、8%、10%和12%下的施工和易性;对大小坍落度筒进行对比;对膨润土掺量为5%、8%、10%、12%和15%情况下的泥浆特性进行分析。试验结果表明,泥浆特性中膨润土掺量为10%时,其相关特性满足泥浆特性要求;随着膨润土掺量增大,坍落度试验所确定含水率在60%~76%之间。

下蜀土-膨润土混合土的膨胀性试验及机理研究

下蜀土-膨润土混合土作为一种可选的衬垫材料,其膨胀性对城市垃圾卫生填埋场的安全性有重要意义。本文按不同的初始含水量(10%～20%)和膨润土掺量(5%～15%)共配制了9组混合土试样,并在不同的温度(30～50℃)条件下开展一系列无荷膨胀试验。试验结果表明:初始含水量是影响下蜀土-膨润土混合土膨胀的重要因素,初始含水量越高,试样膨胀性越小;混合土中膨润土掺量越高,膨胀性越大;温度对下蜀土-膨润土混合土的膨胀性也有重要影响,膨胀性随温度的升高增加,尤其对于膨润土掺量较高的试样,膨胀性的温度效应更明显。

水泥-膨润土浆液配比及适用性研究

水泥浆液中掺加膨润土,有利于改善注浆时出现浆液回浓快、吃水不吃浆等问题.其性能的改善受控于膨润土掺量和水固比,而析水率、流动度、终凝时间是评价浆液注浆性能优劣的主要指标点.因此,进行了膨润土掺量和水固比对水泥-膨润土浆液析水率、流动度、终凝时间的影响性分析.得到如下结论:不同膨润土掺量的浆液流动度均随水固比增加而增加,相同水固比对应浆液流动度随膨润土掺量增加而降低;膨润土抑制水析出的效果,在水固比达到一定值后开始下降;不同水固比下的终凝时间,随着膨润土掺量的增加,其终凝时间是先增加后下降的.

基于膨润土、粉煤灰的水泥复合土抗剪强度研究

为了研究基于水泥、膨润土和粉煤灰的水泥复合土抗剪强度特性,设计了水泥复合土配合比,并利用正交试验进行了水泥复合土的抗剪强度试验,得到了抗剪强度指标参数-黏聚力和内摩擦角,探讨了水泥掺量、膨润土掺量和粉煤灰掺量对水泥复合土强度指标(黏聚力和内摩擦角)的影响,建立了水泥复合土的黏聚力和内摩擦角随水泥、膨润土和粉煤灰等掺量变化的回归方程,以及水泥复合土抗剪强度的归回方程,试验结果表明:随着水泥、膨润土以及粉煤灰的逐步增加,其黏聚力均逐渐增大,而内摩擦角均逐渐降低。水泥掺量对黏聚力影响程度最大,对内摩擦角影响相对偏小。而粉煤灰掺量和膨润土掺量的影响基本相同,对内摩擦角相对较大,对黏聚力影响较小。

黏土-膨润土混合土衬里的渗透特性试验研究

防渗衬里屏障是污染源防控中至关重要的一环,在黏土中掺入膨润土形成混合土衬里可以综合体现经济和防渗两方面的优势,但要在工程中推广此类混合土衬里尚需对其渗透特性进行系统研究。本工作以黏土掺入钠基膨润土形成的混合土衬里为研究对象,利用大尺寸柔性壁渗透仪开展了不同初始压实度、膨润土掺比和周围压力条件下的渗透试验,对比分析了各条件下黏土-膨润土混合土衬里的水力渗透特性。试验结果表明:黏土中掺入质量比5%钠基膨润土后形成的混合土衬里渗透系数显著低于压实黏土衬里,混合土衬里的渗透系数受初始压实度和周围压力的作用影响要显著弱于压实黏土衬里;保障同等防渗效果的基础上,黏土-膨润土混合土衬里对初始压实度的施工要求要低于黏土衬里;约50 kPa的周围压力能够使混合土衬里较容易地满足现有工程防渗规定。

高水头差船闸围堰防渗墙塑性混凝土试验研究

依托江西万安高水头差船闸围堰,并依据水利水电相关试验标准,通过调整防渗墙塑性混凝土的水胶比、膨润土掺量等参数,确定适用于高水头差围堰的高极限应变、低抗压强度、低弹性模量及低渗透系数的塑性混凝土配合比(即水胶比为0.80、膨润土掺量为25%),并经现场注水试验及高密度电测法检测。结果表明,该塑性混凝土防渗墙抗渗性能优异、区段连续性及总体完整性良好。在围堰使用期内,通过监测塑性混凝土防渗墙内部的应变,发现塑性混凝土均处于安全的受压状态,防渗墙止水效果良好。

养护龄期对掺膨润土胶结充填体能量耗散的影响分析

为获取不同龄期掺膨润土胶结充填体的稳定状态、二步骤回采时间,确保采场安全,采用RMT-150C岩石力学试验系统进行单轴压缩试验,结合能量耗散原理对数据进行处理,对不同养护龄期掺膨润土胶结充填体的能量耗散规律进行了研究。结果表明:各膨润土掺量的充填体强度与养护龄期表现正相关性,随膨润土掺量增大,强度呈先减小后增大趋势,各掺量充填体的强度均能满足采场充填要求;充填体储能极限与养护龄期遵循二次函数关系式y=a+bx+cx2,掺入膨润土会降低储能极限;充填体峰前能量消耗主要以弹性应变能为主,且随着养护龄期延长而增大,但峰前能耗占比下降;充填体能耗速率与养护龄期呈正相关,而与膨润土掺量呈负相关,膨润土掺量大小对峰前能耗速率影响较小,充填体峰前变形破坏阶段能耗速率略高于峰后能耗速率。

膨润土掺量对自密实混凝土强度及变形能力的影响

基于混凝土的抗压试验,研究了膨润土掺量对自密实混凝土抗压强度和弹性模量的影响&试验中膨润土掺量分别为胶凝材料总体积的0%、2.5%、5%、10%、15%、20%、30%、40%和50%&结果表明:当膨润土掺量不超过5%时,抗压强度随着掺量的增加而增大;膨润土掺量超过5%时,抗压强度随着掺量的增加而减小&当膨润土掺量超过2.5%时,随着掺量的增加,弹性模量逐渐降低&此外,当膨润土掺量不超过10%时,模强比随着掺量的增加而减小;当掺量超过10%时,模强比开始逐渐增大&自密实混凝土中膨润土掺量宜控制在胶凝材料总体积的5%~15%.

水泥复合土的抗压强度试验研究

为了改善水泥土力学特性,设计了水泥复合土的配合比。采取正交试验方法,进行了水泥复合土的抗压强度试验,并通过极差分析和方差分析,研究了水泥掺量、膨润土掺量和粉煤灰掺量对水泥土抗压强度的影响大小和变化规律,建立了水泥复合土抗压强度随水泥掺量、膨润土掺量和粉煤灰掺量变化的回归方程。研究结果表明,随着水泥掺量的增加,水泥复合土的抗压强度逐渐增大;随着膨润土掺量的增加其抗压强度逐渐降低;对于粉煤灰掺量,其抗压强度在20%处达到最大。通过方差分析可知,水泥掺量对水泥复合土抗压强度的影响最大,其次为粉煤灰掺量的影响,膨润土掺量的影响最小。

水泥复合土的压缩模量试验

为了改善水泥复合土的力学特性,在水泥复合土形成时添加了膨润土和粉煤灰,设计了水泥复合土的配合比;采取正交试验方法,进行了水泥复合土的压缩模量试验;利用极差分析和方差分析的方法研究了水泥掺量、膨润土掺量和粉煤灰掺量对水泥复合土压缩模量的影响.结果表明:随着水泥掺量的增加,水泥复合土的压缩模量逐步增大,而随着膨润土掺量和粉煤灰掺量的增加,水泥复合土的压缩模量均逐渐降低.水泥掺量对水泥复合土压缩模量的影响最大,膨润土掺量的影响次之,粉煤灰掺量的影响偏小.

南水北调兴隆水利枢纽围堰防渗墙工程塑性混凝土配合比设计试验研究

本文以汉江兴隆水利枢纽防渗墙工程为例,突破固定水泥用量或膨润土用量的设计方法,采用固定水胶比及胶材之间的比例关系的设计方法,重点研究塑性混凝土的水胶比与强度的关系、膨润土掺量与强度的关系、弹性模量与水胶比和膨润土掺量的关系。为防渗墙塑性混凝土配合比设计做出了新的尝试。