EN-1离子土壤固化剂对滑坡滑带土扰动样的改性机理研究

采用原子吸收和红外光谱技术分析了EN-1离子土壤固化剂(ISS)的主要作用成分,以黄土坡滑坡滑带土扰动样为研究对象,分别对原土及经ISS处理后的土样进行了一系列物理化学试验。试验结果表明:当ISS配比(ISS与水体积比)为1∶150时,处理后土样的阳离子交换容量、可交换阳离子含量、塑性指数及比表面积降至最低。结合物理化学试验结果,分析了ISS与土体的作用机理。该作用机理为通过润湿、离子吸附、联结包裹等复杂的表面物化反应,降低土体的水敏性,提高土体的水稳定性。由于黏性土的力学性质与黏土矿物的水敏性及水稳定性关系紧密,通过ISS改善黏性土的水敏性及水稳定性为滑带土的改性和滑坡的治理提供了新思路。

EN-1离子土壤固化剂改性膨胀土试验研究

针对南水北调工程河南安阳段膨胀土,采用EN-1离子土壤固化剂对其进行改性,通过阿太堡试验、阳离子交换量及剪切强度试验分析了改性前后膨胀土的物理化学和力学性质的变化规律,并探讨了改性机理。结果表明:改性后膨胀土的塑性指数、阳离子交换量、可交换阳离子量都显著降低;改性后膨胀土的粘聚力显著提高。改性机理可描述为,通过一系列物理化学作用,不可逆地改变了土颗粒表面电荷、亲-疏水性等特征,从而达到了改善土体工程性质的目的。

EN-1固化剂对土壤抗蚀性的影响

在土壤中应用高分子聚合物是改良土壤性质,提高土壤抗蚀能力的主要手段之一。该文以0-30cm和30-100cm土层的塿土和黄绵土为供试土壤,研究了EN-1固化剂的施用对土壤抗蚀性能的影响。利用土壤有机质含量、大于0.25mm的水稳性团聚体含量、水稳性团聚体的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和分形维数等指标计算土壤抗蚀性,对施用EN-1固化剂后的土壤抗蚀性能进行了定量评价。研究结果表明,EN-1固化剂对土壤抗蚀性的影响程度与固化剂掺量、土壤类型和土壤的取土层次有关,当EN-1固化剂在土壤中的掺量为0.15%(0-100cm塿土和0-30cm黄绵土)或0.20%(30-100cm黄绵土)时,土壤的抗蚀能力最强。试验结果为固化剂在黄土高原水土保持建设中的应用提供了理论指导。

EN-1型离子土固化剂固土效果对比研究

采用EN-1型离子土固化剂对武汉河湖相淤泥质土和宁德海相淤泥进行了固化试验研究,并与文献报导的采用同种EN-1型固化剂的不同土样进行对比分析,讨论固化效果与土样之间的关系。对比研究表明:尽管单掺EN-1型固化剂对各类土均能起到固化作用,可降低土的压缩系数、比表面积与自由膨胀率,提高其无侧限抗压强度和粘聚力等,但对酸性土效果更佳;对于单掺EN-1达不到固化要求的土样,可采用复掺EN-1和水泥、粉煤灰等传统碱性材料的方法,由于酸、碱固化剂之间的相互抑制反应,为保证水泥、粉煤灰的效应发挥,可以加入碱化剂(如NaOH)调节酸碱度环境,保证固化效果。复掺EN-1不仅可以节省传统固化材料(如水泥、粉煤灰)的用量,同时还能提高固化土的强度。

EN-1固化剂对4种土壤饱和导水率的影响研究

为了研究EN-1土壤固化剂的固化性能,通过室内模拟实验对杨凌、安康、安塞和靖边4种土壤在不同固化剂掺量、养护龄期的固化进行了土壤饱和导水率影响的研究,结果表明,微量掺加EN-1固化剂就可以明显减小黄棕壤和土的饱和导水率,饱和导水率随着培养龄期的增加而下降,当培养期大于14d时土样的饱和导水率近似为0;黄绵土与风沙土的饱和导水率随着固化剂掺量增加而减小,培养龄期增大,饱和导水率随之下降,固化剂掺量为1%,培养期为28d时黄绵土和风沙土的饱和导水率最低。

EN-1固化剂、N肥与土壤体积质量对黑麦草生长及水分利用效率的影响

【目的】研究EN-1固化剂、N肥及土壤体积质量对黑麦草生长和水分利用效率的影响,为提高黄土边坡植物生物量提供理论依据。【方法】以黄土边坡常见植物黑麦草为研究对象,利用盆栽试验,研究黄土地区典型土壤黄绵土不同土壤体积质量(1.2,1.3,1.4g/cm3)、EN-1固化剂用量((以干土质量计)0,0.05%,0.10%,0.15%,0.20%)、N肥(0,100,200,300mg/kg)处理对黑麦草生长及水分利用效率的影响。【结果】固化剂EN-1对黑麦草株高、根表面积和根径等影响显著,且均呈先增后减的趋势,但与固化剂用量不成正比;随着N肥水平提高,黑麦草株高、生物量、根长、根表面积逐渐提高,但不同N肥水平间差异不显著;随着土壤体积质量增加,黑麦草株高、总生物量、根长、根表面积等均呈下降趋势,但在中(1.3g/cm3)、低(1.2g/cm3)土壤体积质量条件下差异不显著。土壤体积质量1.3g/cm3、N肥用量200mg/kg、固化剂用量0.15%处理黑麦草根生物量最大,土壤体积质量1.2g/cm3、N肥用量200mg/kg、固化剂用量0.10%处理黑麦草总生物量最大。随固化剂用量增加,黑麦草水分利用效率逐渐提高,土壤体积质量1.3g/cm3、N肥用量200mg/kg、固化剂用量0.15%处理黑麦草的WUE最高。黄土边坡生态防护要兼顾土体稳定与植被生长,以土壤体积质量为1.3g/cm3,固化剂用量为0.15%较适宜,N肥用量应根据土壤性质等综合确定。【结论】适当的EN-1固化剂用量可以在提高黄土边坡土壤稳定的同时实现边坡的植被生态防护。

施用EN-1固化剂后土壤入渗能力评价模型研究

本文以0～30cm和30～100cm土层的填土和黄绵土为供试土壤,研究了EN-1固化剂的施用对土壤入渗能力、土壤结构、土壤持水能力和土壤酸度的影响.以表征土壤结构、土壤持水能力和土壤酸度的指标作为土壤入渗能力评价指标,利用逐步回归分析法,建立了经固化剂处理后的土壤入渗能力评价模型.研究结果表明,EN-1固化剂对土壤物理和化学性质的影响程度与固化剂掺量、土壤类型和土壤的取土层次有关.在评价土壤入渗能力的模型中,除大于0.25mm的毛管饱和水稳性团聚体含量和滞留含水量是共有指标外,其它指标的选取随土壤类型和取土层次的不同而改变.

EN-1对黄土性固化土水分垂直入渗特征的影响

采用一维垂直入渗试验方法,对不同容重、不同固化剂掺量处理的固化土水分入渗过程进行了研究。结果表明:黄绵土容重在1.2～1.4 g/cm3范围内,土壤容重对黄土性固化土的入渗能力有较大影响,土壤容重越大,对应于同一时刻入渗率越低,累积入渗量越小,湿润锋推进距离越短。3种土壤容重条件下,不同EN-1固化剂掺量对累积入渗量和湿润锋运移距离的影响均显著(P<0.05),且随着固化剂掺量增大,累积入渗量和湿润锋运移距离均有先增大后减小的趋势;固化剂掺量在0.05%～0.1%范围内累积入渗量最大;累积入渗量与湿润锋运移距离呈良好的线性关系。固化剂掺量对土层含水率的影响在低容重(1.2 g/cm3)条件下明显,随着容重增加,影响逐渐减小。利用Philip模型、Kostiakov经验公式和指数公式对固化土入渗率与入渗历时的关系进行拟合时发现,Kostiakov公式拟合值更接近于实测值,且容重越大,拟合精度越高。

新型道路固化剂的分析与应用

针对两种不同类型固化剂在淮阴地区的应用情况,对固化剂的作用机理及特点进行了分析,提出固化剂材料不仅可以用于处理路基土壤、增加强度,同时也可加固素土形成新型路面结构,具有广泛应用前景。