海洋环境下吹填钙质粉土夹层剪切特性研究

南海岛礁吹填工程建设中,建筑地基土层内易形成厚度不均、间断分布的钙质粉土夹层,目前关于钙质粉土夹层在高盐度海洋环境下的力学特性少有研究。本论文分别开展了不同水盐比下钙质粉土的直剪试验、激光粒度分析、Zeta电位分析和SEM试验。结果表明,钙质粉土的抗剪强度和内摩擦角随水盐比的增加呈先减后增的变化趋势,而黏聚力变化呈先增后减;当盐溶液进入过饱和阶段,土体抗剪强度和内摩擦角连续下降,而黏聚力单调升高。含盐量的升高可促进颗粒发生团聚,提高土颗粒表面电势,但随着含盐量进一步增加,颗粒团聚效应不再显著。进入过饱和阶段后,盐晶体沉淀析出,颗粒间胶结程度加强,并以“包裹”细颗粒的形式促进颗粒接触面的润滑作用。

海相淤泥质固化土强度劣化规律试验研究

针对海相淤泥质软土中水泥搅拌桩成桩效果不佳的问题,选取天津地区某地铁工程施工现场海相淤泥质黏土,通过室内水泥土无侧限抗压强度试验,研究了可溶性盐和有机质含量对海相淤泥固化的无侧限抗压强度(UCS)的影响,并通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对其微观结构和物相特征进行分析。结果表明:土壤水泥的强度随可溶性盐和有机质含量的增加而降低,其主要通过破坏和抑制水泥水化产物的形成,进而降低水化产物的胶凝性能,破坏了水泥土结构,导致强度降低。该研究结果对解释海相淤泥质软土固化效果不佳的现象具有重要的意义。

烧结淤泥灰改性磷酸镁水泥力学及耐久性能研究

磷酸镁水泥(MPC)是一种新型无机胶凝材料,具有快速硬化和高早期强度的特点,近年来被广泛应用。然而,其在工程应用中的应用潜力受到快硬、氯盐侵蚀和耐水性较差的阻碍。为了提高磷酸镁水泥的应用效果,针对以上问题,对烧结淤泥灰(SSA)改性磷酸镁水泥复合材料的凝结时间、力学性能、耐水性及抗氯离子侵蚀性等进行了研究。研究结果表明,随着SSA掺量的增加,MPC复合材料的凝结时间延长。力学强度在3 d与7 d龄期均有提高,结合耐水性分析,煅烧淤泥灰含量为10%时为较好水平。

利用氯碱厂废弃盐泥制备NO_3^-吸附剂

将氯碱厂废弃盐泥与丙烯酸、钛酸四正丁酯等共聚,过硫酸钾作引发剂,制得了NO3-吸附剂,同时还得到了有利用价值的二氧化硅和碳酸钙。用正交试验法与单纯形优化法相结合,确定了废弃盐泥制备NO3-吸附剂的优良配方及合适的工艺。增添了水净化剂的新品种,探索了氯碱工业废弃盐泥利用的新途径。

利用氯碱厂废弃盐泥制备氟离子吸附剂

为了探索氯碱厂废弃盐泥的新用途,将氯碱厂废弃盐泥与丙烯酸等共聚,过硫酸钾作引发剂,制得了吸附率为86%~89%的F-吸附剂,用于处理超标含氟污水。并用正交试验法与单纯形优化法相结合,确定了制备F-吸附剂的配方及合适的工艺。增添了水净化剂的新品种,探索了氯碱工业废弃盐泥利用的新途径。

盐渍土冻胀性的试验研究

在室内采用低温冰箱对扰动盐渍土和洗盐后盐渍土的冻胀性进行了研究。结果表明,扰动盐渍土和洗盐后盐渍土在温度高于-4℃时的冻胀率变化最大,在温度低于-4℃时,其冻胀率趋于稳定。冻胀率不但与温度有关,而且与含水量、易溶盐含量、粉粒含量有很好的线性关系,可用线性方程初步估算盐渍土的冻胀率。

特大暴雨作用下土壤盐分运移特征研究

利用粉砂壤土柱研究特大暴雨过程中土壤盐分运移特征结果表明 ,当地下水埋深为 1.5m时特大暴雨作用下 0～ 30cm土层土壤盐分下移至 30～ 10 5cm土层段 ,属浅位脱盐 ,雨后土壤盐分极易再次升至耕作层 ;地下水埋深为 2 .5m时 0～ 83cm土层土壤盐分下移至 83～ 2 0 0cm土层段 ,其淋洗效果最佳 ;地下水埋深为 3.0m时 10 0～ 2 0 0cm土层土壤盐分下移至 2 0 5～ 2 5 5cm土层段 ,属深部脱盐。

滨海相盐渍土强度机理分析

针对不同含盐量和含水量的粉土和黏土进行直剪试验,分析盐渍土的黏聚力和内摩擦角与盐离子浓度、溶质吸力和基质吸力的关系,用非饱和土剪切强度理论和双电层理论解释剪切强度增加机理,提出盐溶液的有效应力概念和计算表达,建立有效应力与黏聚力的关系。粉土盐渍土和黏土盐渍土的直剪试验结果表明:粉土盐渍土的剪切强度参数与含盐浓度的关系是,当含盐浓度小于饱和浓度,剪切强度参数随含盐浓度增加基本不变;当含盐浓度大于饱和浓度,剪切强度参数随含盐浓度增加而增加。黏土盐渍土的剪切强度参数与含盐浓度的关系是,剪切强度参数随含盐浓度增加而增加,当含盐浓度大于饱和浓度,剪切强度参数随含盐浓度增加而增加得幅度大。粉土盐渍土和黏土盐渍土的剪切强度机理不同,粉土盐渍土的剪切强度增加是由盐结晶胶结和充填引起的,黏土盐渍土的剪切强度增加是由双电层作用和盐结晶胶结共同引起的。

滤前盐泥用于高密度饱和盐水钻井液的实验研究

盐泥是盐化工业生产过程中产生的固体废物,其主要成分与盐水钻井液相似,因此从理论上讲盐泥可应用于盐水钻井液。以江汉油田现用高密度饱和盐水钻井液为基础,在不改变钻井液密度、pH值的条件下,研究了江汉油田盐化工总厂滤前盐泥加量对该钻井液性能的影响。盐泥中的NaOH、NaCl、CPA、CaCO_3等成分均为钻井液的有效成分,其中的固体颗粒、高分子处理剂CPA、正电胶及Na_2SO_4等成分影响钻井液流变性能。室内实验结果表明,在盐泥加量小于500 kg/m^3时,可满足钻井液流变性能和滤失性能的要求。经济分析结果表明,滤前盐泥在饱和盐水钻井液中的应用价值约为110元/t。该研究可实现盐泥的资源化、降低高密度饱和盐水钻井液成本,对于实现循环经济和盐化工业的清洁生产具有重要意义。

海南环岛海砂物理力学性质对比研究

海南岛岛内河砂资源日益匮乏,海砂资源异常丰富,且沿海工程项目主要以海砂地基为主,但至今尚未有针对岛内各海湾海砂物理力学性质的系统研究。本文通过对取自环岛13个海湾代表性海砂土样进行室内土工试验和测试,经物理力学性质指标数据对比分析后发现:岛内海砂含泥量均满足建筑用砂Ⅱ级以上标准;除鱼鳞洲粗砂组级配良好外,其他全部级配不良;东线海湾砂样全部属于中砂和细砂范畴,西线海滩则以粗砂为主;所有砂样均在较小预压荷载(50k Pa)下就能达到密实,半数以上砂样在50~100k Pa的预压荷载下密实度变化较小,而在100~200k Pa的预压荷载下密实度则变化相对较大;不同地区海砂强度指标内摩擦角φ值介于39.24°到48.24°之间,其波动趋势与平均粒径基本一致,波动幅度约为25%,岛内各海湾海砂含盐量差异巨大,最高值金海湾(3.1‰)几乎是最低值清水湾(0.4‰)的八倍;除清水湾外,其他海湾砂样的含盐量均远高于0.6‰的国家标准,若作为工程用砂,必须进行淡化处理。

土体环境对微生物诱导碳酸钙沉积加固海相粉土的影响研究

生物地基处理技术利用微生物诱导碳酸钙沉积来加固土体，符合环境保护和可持续发展的要求，具有良好的发展前景。目前已取得的研究成果主要是针对简单离子化学环境下的松散砂土，对不同环境下的细粒土研究的较少。以江苏东部沿海地区的海相吹填粉土为研究对象，选用巴氏芽孢杆菌进行微生物注浆试验，定量分析温度、pH值、氯化盐舍量、土体中胶结阳离子含量等土中的环境因素对加固效果的影响规律。结果表明：随着温度的升高、试样中生成的碳酸钙增加，但无侧限抗压强度并不是呈现出一直提高的趋势，而是存在一个峰值。偏碱性的环境有利于巴氏芽孢杆菌的工作，但过高的pH值会影响加固效果。土中的氯化盐含量过高时会抑制细菌的活性从而对加固产生不利影响。土中的胶结阳离子含量对微生物注浆的影响很小，可忽略不计。本次试验研究结果能为现场环境下采用MICP技术加固粉土提供有效的依据。

低液限粉土填料掺盐抑制冻胀效果研究

采用室内单轴冻结试验,对比封闭条件下神朔重载铁路低液限粉土填料掺盐前后水分迁移和冻胀特性,并分析不同类型盐分、含盐量下抑制土体冻胀效果。结果表明:(1)低液限粉土的起始冻结温度随含盐量的增加而降低;掺入NaCl后起始冻结温度明显降低,有效抑制了土体的水分冻结;Na2SO4也能降低起始冻结温度,但效果不如NaCl。(2)随着盐含量增加,土体水分迁移量减少;加入NaCl后,冻结深度减小,冻结锋面含水率降低;加入Na2SO4后冻结深度无明显改变。(3)掺盐可有效抑制土体冻胀,且冻胀量随含盐量的增加而减小,NaCl抑制土体冻胀效果强于Na2SO4。建议该地区优先掺入NaCl来抑制路基冻胀,且掺入量控制在1.5%~2%之间。

含盐对长三角粉砂冻土无侧限抗压强度的影响

通过试验手段,对长三角粉砂含盐冻土的强度特性进行分析,研究了不同盐度的重塑土在不同温度下的强度表现。以无侧限抗压强度为研究对象,对冻土强度和含盐量的关系进行分析,分别得到了几个典型温度下的冻土强度和含盐量的关系。结果表明:强度随盐度的增大而成指数降低,降低幅度在低温和高盐度时较小。试验结果可为近海、沿海地区人工冻结法提供理论基础。

絮凝联合真空预压处理吹填土的试验及机理

为了探究盐类对吹填土絮凝作用的影响及选择出最适合此类吹填土的絮凝剂种类及添加量,通过沉降柱试验和两组真空预压室内模型对比试验,研究使用絮凝联合真空预压法对含盐吹填土的加固效果,探究盐类对吹填土絮凝效果的影响。试验结果表明,非离子型聚丙烯酰胺能对吹填土泥浆起到有效的絮凝作用;添加絮凝剂能够缩短真空预压完成的时间;相同条件下,添加絮凝剂会改善土样加固效果并提高真空预压作用的均匀性。

粉垄深松破障对新疆盐碱地土壤洗盐脱盐效果

【目的】在不同类型土壤中应用粉垄深松破障技术装备,研究灌溉前后不同点位土壤盐分变化,分析粉垄深松破障技术对盐碱地的淋溶脱盐效果。【方法】利用粉垄深松破障设备,在中度以上盐碱地中深松破障深度达到110 cm,深松破障间距200 cm,冬灌前后取样,取样点为水平间距为距离深松破障0、30和90 cm,取样深度为0~30、30~60和60~90 cm,检测分析土壤总盐。【结果】粉垄深松破障后,冬灌前后土壤脱盐率为,沙土水平方向为0 cm=78%>60 cm=34%>90 cm=31%,垂直方向为60~90 cm=69%>0~30 cm=43%>30~60 cm=32%;壤土水平方向为60 cm=22%>0 cm=20%>90 cm=7%,垂直方向为0~30 cm=30%>30~60 cm=12%>60~90 cm=6%;粘土水平方向平为0 cm=33%>60 cm=29%>90 cm=21%,垂直方向为0~30 cm=40%>60~90 cm=27%>30~60 cm=17%。【结论】粉垄深松破障后,沙土脱盐效率最高达到48%,粘土为28%,壤土为18%;粉垄深松破障区脱盐率为44%,30 cm处脱盐率为28%,90 cm处脱盐率为20%;不同深度表现为表层0~30 cm脱盐率为38%,30~60 cm脱盐率为20%,60~90 cm脱盐率为34%;粉垄深松破障能够显著提高土壤洗盐脱盐效果。

基质改良剂对滨海滩涂高钠盐粉土改良效果的试验研究

采用桶栽试验,研究了不同施用量下,基质改良剂对江苏滨海高钠盐粉土理化性质及西红柿产量的影响。结果表明,与不使用改良剂处理(CK)相比,施用基质改良剂处理表层土壤干密度降低1.06%～9.39%,孔隙率增加1.10%～9.69%;土壤含盐量减少21.16%～25.64%;基质改良剂处理的土壤,其碱化度(ESP)、pH、土壤交换性Na+、土壤Na+和Cl-均较CK下降,且与基质施用量负相关;各处理土壤Ca2+和SO24-质量摩尔浓度分别较CK增加了150.00%～271.4%和3.8%～88.9%,且与施用量正相关。施用改良剂后,西红柿增产6.04%～30.95%,基质改良剂对江苏省滨海滩涂高钠盐粉砂土具有较好改良效果,其最佳施用量约为8.4～9.0t/hm2。

宁夏滨河路基盐渍化粉土的动力特性

宁夏滨河大道使用盐渍化粉土作为路堤,由于超载和地质等原因,路面基层出现翻浆和沉陷等病害。以滨河路基的盐渍化粉土为研究对象,开展了路基粉土在含盐和不含盐两种条件下的动荷载试验,分析了盐分对路基粉土的影响。首先,总结了路基的病害特点,分析了路基所处的水文地质环境。其次,将路基盐渍化粉土按化学成分、含盐量和场地类型进行了分类。最后,对滨河路基盐渍化粉土进行了洗盐处理,分别对盐渍粉土和洗盐粉土进行动荷载测试,动荷载分为逐级加载和恒定加载两种双向剪切的动荷载,对比了两种土样在逐级加载条件下的滞回曲线、骨干曲线、滞回曲线面积、动弹性模量和阻尼比,以及在恒定加载条件下的滞回曲线、滞回曲线面积、双向动应变幅值和超静孔隙水压力。结果表明:洗盐土较盐渍土具有较高的抗剪强度和抵抗变形的能力,在滨河盐渍化区域修建路基应做好盐分迁移设计。

重塑低液限粉土水盐迁移试验研究

由于水盐迁移而引发的土壤盐渍化现象极为明显,而目前关于不同供给源下水盐迁移特性的研究不多,制约了低液限粉土路基结构设计.根据新疆盐渍土地区的实际工况,选择氯盐为研究对象,考虑水盐供给源的影响,通过室内土柱试验对低液限粉土路基的水盐迁移规律展开研究.结果表明:低液限粉土的水盐迁移过程在达到平衡状态后,会在土体中形成水盐积聚层;水分迁移是引起盐分迁移的最主要因素;当盐分由底部盐溶液供给时,15 d的迁移高度就达130 cm;当盐分单纯由盐渍土供给时,则迁移现象不显著,因此低液限粉土路基不宜用于地下水位较浅的盐渍土地区,且阻断地下水能够有效降低水盐迁移水平.

油垫控制法与粉砂注井技术联合防治岩盐溶腔地质灾害浅析

油垫控制法与粉砂注井技术联合防治岩盐溶腔地质灾害的研究,对保证卤井的安全生产和有效利用盐矿废弃溶腔都具有一定的指导作用。为此,本文分析了岩盐溶腔造成地面塌陷的原因,并结合油垫控制法开采对于溶腔顶板上溶控制的优势和粉砂注井技术彻底防治地面塌陷的特点进行论证,从而对研究防治岩盐溶腔地质灾害技术提供了一定的参考。

钢渣粉水泥固化淤泥土氯盐侵蚀下力学性能及机理研究

海相淤泥土是一种具有高含水率、低强度等特点的饱和土,且海水中氯盐是海洋工程侵蚀破坏的主要因数之一。采用钢渣粉水泥改良海相淤泥土,对其进行不同浓度的氯盐侵蚀试验,研究其在氯盐侵蚀下的宏观物理力学特性及氯离子迁移规律。试验结果表明:随着侵蚀浓度的增加,各试样的质量变化率整体呈上升趋势,各试样的含水量整体呈减少趋势。水泥土试样的无侧限抗压强度随侵蚀浓度的增加大体呈降低趋势,钢渣粉水泥土的强度则呈现先增加后降低的趋势。在相同侵蚀深度下,试样内部的氯离子浓度随着侵蚀浓度的增加而逐渐增加;不同侵蚀浓度下,1倍、3倍和5倍氯盐侵蚀下试样的氯离子浓度随着侵蚀深度的增加而降低。