改良垃圾焚烧底渣固化疏浚淤泥性能试验研究

基于以废治废理念,提出了用改良垃圾焚烧底渣固化疏浚淤泥的新思路,并开展了室内试验研究,测定了固化淤泥试样的含水率、无侧限抗压强度及抗剪强度指标。试验结果表明:垃圾焚烧底渣磨细粉和未研磨的原渣按1∶1比例混合时,具有最优的固化性能;在最优混合比条件下,固化淤泥的无侧限抗压强度、黏聚力和内摩擦角均随龄期和改良垃圾焚烧底渣掺入比的增加而增大,含水率则相反;当改良垃圾焚烧底渣掺入比为35%时,固化淤泥28 d无侧限抗压强度达到了58.4 kPa,含水率由67.4%降至38.0%,采用改良垃圾焚烧底渣固化疏浚淤泥是可行的。

疏浚管道粗砂输送特性及最佳流态研究

在疏浚管道输送粗砂砾石等粗大颗粒时,由于粒径构成复杂、浓度和局部阻力波动较大等因素,容易造成输送效率低、淤积堵塞和施工操作困难等问题。为实现粗大颗粒物料的安全高效输送,以中值粒径0.82 mm的粗砂为研究对象,在不同浓度和流速下进行管道输送试验,对粗砂的流态、沿程阻力损失、临界流速和滑移比(输送效率)等特性进行研究,根据疏浚施工要求确定输送时的最佳流态及对应的流速区间,该流态具有不易堵塞、输送稳定性高、输送效率高和磨损较小等优点。泥沙输送特性研究成果及最佳流态确定方法对粗大颗粒的安全、稳定、高效输送具有一定的理论参考和实际应用价值。

测厚技术研究进展及其在疏浚钢管中的应用

介绍了常用测厚技术的原理、优缺点及适用场合,阐述了超声波技术在疏浚钢管测厚方面的优化,结合复杂工况下疏浚钢管壁厚的测量问题,提出了相应的解决方案。所做研究对测厚技术,尤其是超声波测厚技术的进一步完善具有借鉴意义。

不同修复技术对石油烃污染粉质砂土工程特性影响室内试验研究

石油烃污染土原位修复技术众多,但不同修复技术对石油烃污染粉质砂土工程特性影响的差异性尚不清楚。针对热脱附修复、化学氧化修复和热脱附耦合化学氧化修复3种不同修复技术修复完成后的石油烃污染土,分别开展了相关室内工程特性试验,对比分析了不同修复技术对石油烃污染粉质砂土工程特性的影响并作定量评价。试验结果表明:经热脱附修复完成后的土体整体工程特性显著提高,具体体现在含水率降低、平均孔径增大、抗剪强度和渗透性增加以及压缩性降低;化学氧化修复后土体的工程特性则相对变差,热脱附耦合化学氧化修复对土体工程特性的影响介于两者之间。进一步分析发现,污染土修复前后各力学指标与其残余石油烃浓度以及含水率存在较好的相关关系,不受修复技术的影响。在此基础上,提出了不同修复技术下污染土各力学指标的统一估算方法。该研究成果为石油烃污染场地在不同修复技术下的安全再利用提供设计指导。

绞吸挖泥船疏浚仿真研究

疏浚系统仿真是目前疏浚从业人员技术培训、工艺辅助决策和疏浚科学研究的先进手段。主要针对绞吸挖泥船设备组成、作业环境和施工特点,提出了绞吸挖泥船疏浚系统仿真的基本构思,分析了实现该系统的重要环节和关键技术及难点。研制的多通道环形柱幕绞吸挖泥船施工模拟系统已投入使用,效果良好。

废弃疏浚沙土固化利用研究

综述了废弃疏浚沙土资源化利用的现状,总结了国内外化学固化法、高温烧结法及物理脱水法等3种疏浚沙土固化处理法的应用情况。研究发现:疏浚沙土资源化利用最主要的方向是制备砖、陶粒,以及工程回填料和混凝土细骨料。指出存在问题:疏浚沙土砖强度发展缓慢、易开裂;疏浚沙土陶粒混凝土拌和过程中易出现浮浆、泌水;疏浚沙土回填材料在实际工程中的用量有待研究;疏浚沙土混凝土细骨料脱水处理问题有待解决。提出建议:疏浚沙土可作为主要原材料制备重量轻、抗裂性能好且收缩率低的水泥基材料,以替代传统的混凝土应用于航道整治工程、堤岸护坡工程。

疏浚钢管直管段磨损试验研究

输送钢管的磨损一直是疏浚行业重点研究的问题之一,文章对管径DN50,材质Q235,长度300 mm的直管段在40%粗砂体积浓度下的磨损以及粗砂自身磨损情况进行了试验研究。结果发现,同一批次粗砂在4.2 m/s流速下持续对直管段的磨损率随时间呈下降趋势,前8 h的磨损率为1.875 g/(h·m),后2次16 h的磨损率仅为0.52 g/(h·m)和0.42 g/(h·m),经40 h磨损后,粗砂中值粒径由0.82 mm降至0.75 mm;不同批次粗砂在4.2 m/s流速下每8 h对直管段磨损量与时间成线性关系,斜率约为0.5188,平均磨损率约为1.736 g/(h·m),试验前后粗砂中值粒径基本不变;粗砂对直管段的磨损率随流速增大而增大,在2.2 m/s、3.2 m/s和4.2 m/s流速下的磨损率分别为0.625 g/(h·m)、1.25 g/(h·m)、1.875 g/(h·m),与流速成线性关系,试验前后的粗砂中值粒径基本不变,但在5.2 m/s流速下,直管段磨损率陡增至3.54 g/(h·m),粗砂中值粒径由0.82 mm降至0.72 mm。研究结果可为管道磨损估算,以及管道磨损的数值仿真提供试验数据支撑。

基于GPRS的疏浚钢管远程测厚系统的研究

为了实时获取绞吸式挖泥船输泥管线中疏浚钢管的磨损情况,在手持式测厚仪的基础上,设计了一种基于GPRS的远程超声波测厚系统。详细阐述了系统的总体架构、测厚终端设计原理、GPRS通信模块设计,以及远程通信协议的制定,最后通过GPRS网络,将测厚终端与数据监控中心连接,打破了地形距离的限制,实现系统的实时厚度测量、GPRS远程数据通信,以及数据中心远程监控等功能。将其运用到管道运输行业,可有效预防爆管事故。

疏浚泥浆泥水快速分离的复合絮凝试验研究

为了对港口航道建设和维护产生的大量疏浚泥浆进行减量化处理,通过添加聚丙烯酰胺(APAM)和聚合氯化铝(PAC)的方法,进行疏浚泥浆泥水快速分离的复合絮凝试验研究,探究了复合絮凝对泥浆的沉积时间、底泥含水率和渗透系数的影响。结果表明:1)APAM和PAC复合絮凝泥浆的泥水分离效果优于单一APAM或PAC,其中APAM对泥浆沉积时间起控制作用,PAC对上液清澈度起控制作用;2)APAM和PAC复合絮凝能够有效降低底泥含水率,但随着APAM和PAC添加量的增大,底泥含水率呈上升趋势,较小的APAM和PAC添加量更有利于底泥含水率的降低;3)APAM与PAC复合絮凝泥浆能够提高底泥的渗透系数,并存在APAM的最佳添加量;4)在减小泥浆沉积时间、降低底泥含水率和提高底泥渗透系数方面,APAM优于PAC。当粉土与黏土比为2.4时,复合絮凝剂的适宜添量为1600 g/t的PAC与240 g/t的APAM,研究结果可为工程提供参考。

水库清淤技术研究综述

我国水库数量多,淤损率高,严重影响水库的功能、安全和综合效益。从机械清淤和水力排沙清淤两个方面对水库清淤技术进行了综述,分析了不同清淤技术的适用条件、清淤特性及能耗特性,提出了需要开展环保疏浚、清淤物无害化处理与资源化利用、多种清淤方式有效联合等建议,以推动清淤技术科学发展,实现水库可持续利用。

疏浚管道磨损远程实时监测系统研究

为实时获取疏浚管道的磨损信息,避免爆管事故,延长管道使用寿命,进行了基于超声波测厚机理和SAE云平台的疏浚管道磨损远程实时监测系统的研究.首先提出了总体设计方案,然后研制了基于STM32的超声波管壁测厚装置,并利用Matlab进行多点数据拟合校准,解决了疏浚管道壁厚测量精度不高的问题,利用SAE云平台结合GPRS远程通信及GPS定位技术等开发了远程监测平台,实现了测厚终端与监测中心的数据交换,最后利用管道磨损试验平台进行了管道壁厚监测试验.结果表明:疏浚管道磨损远程实时监测系统工作稳定,具有较高的可靠性.

不同种类软土与杂填土互嵌沉降试验研究

为了研究不同种类软土与杂填土互嵌沉降的规律,以下卧的淤泥软土为研究对象,分别开展了不同软土种类在不同荷载及不同液性指数下与上覆杂填土的室内互嵌沉降试验。分析了不同种类软土与杂填土地基在50,100,150 kPa下总沉降、固结沉降及互嵌沉降随时间发展规律,以及不同种类软土分别在液性指数为0.8、1.0、1.2与杂填土地基在100 kPa下总沉降、固结沉降及互嵌沉降随时间发展规律。研究结果表明:三种土样互嵌沉降量与互嵌沉降完成度分别随荷载及液性指数的增大而增大,对于不同土样来说,高液限土的互嵌沉降大于低液限土的互嵌沉降,互嵌沉降完成度在不同的液性指数下具有不同的变化规律。

绞吸疏浚船泥砂管道输送流速稳定控制研究

针对绞吸疏浚船泥砂管道收砂过程中常规比例积分(PI)控制方法下管道流速存在较大波动的情况,该文采用最小二次型法和模糊法对PI控制器参数进行整定。采用仿真和实验相结合的方法,设计并搭建疏浚泥泵自主调速实验平台,为研究提供实验环境。编写基于LabVIEW软件的监控程序,实现数据采集、存储和闭环控制功能。通过对砂水混合物进行阶跃响应实验和稳定流速实验验证了不同整定方式的PI控制器性能。最小二次型PI与模糊PI控制的抗干扰能力和自适应能力较强,模糊PI控制效果最佳,因此在实际管道输送过程中可以采用模糊PI控制器进行流速控制。

长江下游疏浚砂水泥基材料性能对比试验研究

以长江下游含泥量25.8%、细度模数0.1的A砂样和含泥量6.5%、细度模数0.3的B砂样为原料,掺入矿粉和粉煤灰替代部分水泥制备水泥基材料,研究对比2种疏浚砂水泥基材料的物理力学性能。试验表明,A、B 2种砂样制备水泥基材料的28 d抗压强度分别达到了31.2 MPa和38.3 MPa,劈裂抗拉强度分别达到了3.9 MPa和4.3 MPa,A、B砂样试件浸水强度分别为24.2 MPa和34.1 MPa,抗冲磨强度分别为9.5 h/(kg/m^(2))和12.5 h/(kg/m^(2)),具有较好的抗水侵蚀性能和抗冲磨性能,可用于替代普通C30混凝土就近应用于航道整治工程。研究为含泥量高、细度模数极小的疏浚砂建材化、资源化利用提供了参考和借鉴。

砂浆胶-水泥改良膨胀土试验研究

为改良宿迁至连云港段航道膨胀土,选取地表以下0.5~2 m的中等膨胀土,在土中掺入不同比例高分子化合物砂浆胶和水泥混合物,通过直剪试验、膨胀率试验、干湿循环试验和裂隙分析,研究改良后膨胀土的物理力学性质。试验结果表明,随着砂浆胶和水泥的掺入和养护天数增加,膨胀土黏聚力和内摩擦角明显增加,膨胀率减小。改良后的膨胀土裂隙明显减小,且不会随干湿循环次数增加而产生更多裂隙,因此改良后膨胀土强度明显提高、胀缩性明显降低。砂浆胶和水泥改良膨胀土效果显著,成本低,优于其他改良方法,可满足工程需求。

基于北部湾海域疏浚淤泥的块体制备研究

以北部湾海域淤泥为主要原料制备块体替代普通混凝土,当淤泥:水泥:矿粉:石膏=70:20:18:2时,在15MPa成型压力下,基于半干法压制成型的淤泥块体28d、90d抗压强度分别为23.5MPa和27.3MPa,后期强度不倒缩。与普通C20混凝土相比,淤泥块体成本降低37.5%。该材料可以替代普通混凝土制备护面砖、护面块体等应用于航道整治或道路工程,为港口、航道整治疏浚淤泥的资源化利用提供有效途径。

矿粉-粉煤灰-偏高岭土复合基低碳地聚合物疏浚淤泥固化材料力学特性试验研究

以新型低碳地聚合物胶凝材料替代普通高能耗、高碳排放水泥固化疏浚淤泥,可以有效缩短工期、提高固废使用,减少碳排放。以矿粉、粉煤灰、偏高岭土为复合胶凝材料,硅酸钠为激发剂制备低碳地聚合物固化处置疏浚淤泥,进行了地聚合物疏浚淤泥固化材料无侧限抗压强度、压缩特性等力学性能性能检测分析。结果表明:矿粉、偏高岭土复合弥补了粉煤灰早期活性低等缺陷,3.5%矿粉+3.5%粉煤灰+3%偏高岭土的地聚合物固化土7 d龄期的无侧限抗压强度比同掺量10%水泥高出244.1%,应力应变曲线有明显的应力峰,碳排放量仅为传统水泥固化的15%,具有良好的生态效益和广阔的应用前景,研究结果可为疏浚淤泥大规模快速固化处置提供借鉴。

锯片-冲击锤组合刀头联合破岩特性研究

多功能疏浚船是一种内河疏浚作业的重要船舶,为提高其破碎单轴抗压强度大于20 MPa水下岩石能力,设计了锯片-冲击锤组合刀头,并针对冲击头直径D=25 mm、切槽深度h=40 mm、切槽宽度w=4 mm,自由面距离l1=30 mm等主要参数开展了研究。首先,进行了自由面条件下单冲击头(质量和高度)和双冲击头(间距)的破岩特性(冲击力、比能耗及裂纹长度)试验研究。随后,开展了冲击头破岩数值模拟研究,对其机理进行阐释。结果表明:当岩石没有切槽自由面时,冲击头破岩形式以压缩破坏为主,破坏形态为破碎坑;当岩石存在自由面时,冲击头破岩形式以拉伸破坏为主,裂纹更易扩展,形成X形主裂纹,产生大块碎石。在单冲击头破岩试验中,存在最优冲击能250 J,首次冲击即可形成有效岩石破坏;在双冲击头破岩试验中,存在最佳间距170 mm,使得裂纹贯通时比能耗最小。

垂直射流冲刷砂床的喷嘴间距试验研究

疏浚工程中常利用射流进行河道清淤和冲砂施工。为探究喷嘴间距对射流冲刷的影响,开展了一系列不同靶距、速度和间距的双喷嘴冲刷粗砂、中砂砂床试验,分析了冲刷坑形、冲坑深度和冲坑截面积的变化特性,得到了各工况下的最优喷嘴间距L_B和不利喷嘴间距L_N。结果表明,对于同一粒径砂床,改变靶距和速度冲刷时的L_B和L_N值变化较小,而与粗砂砂床相比,冲刷中砂砂床时的L_B和L_N值均有所增加。研究成果可供疏浚工程中射流系统设计作为参考。

基于PIV的泥泵叶轮内颗粒相对速度场的研究

泥泵是挖泥船的核心设备,泥泵性能与叶轮内泥砂颗粒的运动密切相关。本文采用PIV(粒子图像测速)测量技术,分别对中砂(粒径0.2~0.4 mm)和粗砂(粒径0.8~1 mm)在叶轮内的运动速度进行了测量。研究表明:中砂颗粒沿流道的相对速度变化趋势与液相相似,均在流道前半段出现高速区,在后半段出现低速区,且中砂颗粒的相对速度值均高于液相;而粗砂颗粒在叶轮流道内相对速度值变化较小,在流道前半段低于液相,在后半段与液相相差不大。