迁移条件下磷污染红土的宏微观特性研究

以云南红土为研究对象,以六偏磷酸钠为污染源,通过磷污染红土的土柱迁移试验,探讨了土柱不同位置深度磷污染红土的宏微观特性。试验结果表明:随着土柱位置深度的增加,磷污染红土的相对质量、黏粒含量减小,液限、塑限和塑性指数中上部存在最小值;新生成不稳定的-钠铁矿,红土中磷的含量在中上部出现最大值,土柱表层氧化亚铁的含量最大;其微结构图像由上部致密的鳞片状单元向中部松散的凝块状进而向下部紧密的蜂凝状单元变化,对应孔隙比在中上部存在最大值;浸泡液的铁铝离子浓度随迁移时间延长而增大,渗流液中存在痕量的铁铝离子。磷与红土的作用机理可以从磷土间所存在的水解、吸附络合、还原氧化、成盐等作用过程来解释。其综合作用的结果改变了磷污染红土的宏微观特性。     

硫酸亚铁侵蚀红土的受力特性

针对云南典型红土,考虑硫酸亚铁的浓度和试样养护时间,采用击实、直剪、固结、渗透等试验方法,研究硫酸亚铁侵蚀红土的受力特性.结果表明:硫酸亚铁的侵蚀改变了红土的击实特性,存在最佳浸润时间.随硫酸亚铁浓度的增大,红土的最大干密度逐渐增大,最优含水率逐渐减小;随浸润时间的延长,最优含水率出现谷值,最大干密度出现谷值和峰值,浸润时间较短,最大干密度出现谷值;浸润时间较长,最大干密度出现峰值.硫酸亚铁浓度较低,养护时间较短,红土的抗剪强度和压缩模量出现峰值,压缩系数和渗透系数出现谷值;随浓度的增大和养护时间的延长,红土的抗剪强度和压缩模量逐渐减小,压缩系数和渗透系数逐渐增大.硫酸亚铁侵蚀红土受力特性的变化可以从硫酸亚铁的胶结作用和侵蚀作用两个方面来解释.     

水泥加固红土的受力特性及其微结构特征

水泥加固红土的击实、剪切、压缩和渗透等受力特性及其微结构特征受到水泥加入比例和试样养护时间的影响。研究结果表明,水泥加固红土存在最佳击实制样时间,水泥加入越多,最大干密度越大、最优含水率越小。其抗剪强度和抗剪强度指标随水泥加入比例的增加和试样养护时间的延长逐渐增大,但增大的程度逐渐减慢,对粘聚力的影响大于对内摩擦角的影响;其压缩性和渗透性随水泥加入比例的增加和试样养护时间的延长显著减小,但减小的程度逐渐变缓;水泥加入比例的影响大于试样养护时间的影响。实质上,水泥的加入和试样的养护导致水泥加固红土呈现出包裹、填充和胶结的微结构特征,引起水泥加固红土的击实、剪切、压缩和渗透等力学特性的宏观变化。     

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。     

非饱和网纹红土比例加载特性研究

本文利用应力控制式全自动GDS静三轴仪对含水率相同、干密度相同重塑网纹红土进行分级加载条件下不同恒应力比路径、不同基质吸力的三轴固结排水试验,研究了非饱和网纹红土比例加载特性。研究结果表明：在比例加载条件下,非饱和网纹红土的基质吸力平衡过程中,反压排水量有一个明显的转折点,此转折点可作为判断基质吸力是否到达平衡的时间点;通过比较不同基质吸力下的轴向应变和时间的关系曲线发现,基质吸力的增加引起轴向应变增加;在偏应力保持不变的条件下,基质吸力的增加没有引起轴向应变的明显增加;不同基质吸力下的偏应力和净平均应力呈直线关系,其斜率近似为恒应力比;提出一种可以预测非饱和网纹红土比例加载条件下的径向应变的方法。     

斜桩基础受力特性研究

斜桩在群桩中起到承受较大水平荷载的作用,被广泛应用于桥梁、码头以及大型输电线路等建构筑物的基础中。群桩基础中,斜桩对竖向和水平荷载的分担作用不仅是力的分解问题,还与群桩中斜桩与直桩的单桩轴向和侧向刚度有关,进行斜桩群桩基础分析需要考虑轴向与侧向刚度的耦合。通过对直桩、斜桩的单桩侧向和轴向承载特性的分析以及群桩基础荷载分担情况的分析,揭示了斜桩基础的受力性状。负斜桩单桩侧向刚度最大,直桩次之,正斜桩最小。桩长对单桩轴向刚度的影响非常明显,桩长越长,轴向刚度越大,轴向刚度与侧向刚度之间的差异也就更加显著。群桩基础大部分竖向荷载由桩轴向力承担;当轴向刚度与侧向刚度的比值较小,基础水平荷载主要由桩侧向力承担;当轴向刚度与侧向刚度的比值很大,基础水平荷载主要由桩轴向力承担;当桩的倾斜角较小时,由基础水平荷载引起的桩轴向力较大。     

玻璃纤维与红土的界面作用特性研究

红土中加入玻璃纤维,其界面作用特性将发生变化.试验结果表明,压实度、含水率、剪切速率、玻璃纤维的特性、干湿状态等因素都会影响玻璃纤维与红土的界面作用能力,总体表现为界面抗剪强度低于红土本身的抗剪强度,其界面作用特性可用界面剪应力因数、界面粘聚力因数和界面摩擦因数来衡量,其界面作用机理可用粘结嵌固作用和隔离作用来解释.     

酸污染红土物理性质的变化特征

考虑酸浓度和养护时间的影响,通过室内试验对比研究了酸污染红土的颗粒组成、比重和界限含水率等物理特性。研究结果表明:不洗盐、加分散剂,酸浓度较低时粉粒含量减小,酸浓度较高时粉粒含量增大;随养护时间延长,浓度较低时粉粒含量减小,浓度较高时粉粒含量先增后减;洗盐后粉粒含量减小,不加分散剂粉粒含量增大。酸污染红土的比重、液塑限与塑性指数随酸浓度的增大和养护时间的延长总体都呈减小的趋势。酸污染红土物理性质的变化可以从酸污染红土所存在的腐蚀、成盐和溶解三个阶段来解释。     

陕北非饱和重塑红土渗透特性试验研究

以实测土水特征曲线为基础,采用 Van Genuchten 模型,详细研究了干密度和体积含水量对非饱和保德组红土渗透特性的影响。研究表明：不同干密度下,在半对数坐标系中,非饱和保德组红土渗透系数与体积含水量呈现出近似直线关系,非饱和保德组红土渗透系数随体积含水量的增大而单调加速增大,且密实状态非饱和保德组红土渗透系数对体积含水量的变化比较敏感。不同干密度下,在半对数坐标系中,非饱和保德组红土渗透系数与基质吸力之间呈现出指数函数关系,且非饱和保德组红土渗透系数随基质吸力的增大而减小,当土体干密度较大时,非饱和保德组红土渗透系数随基质吸力的增大变化较大,同样表明密实状态非饱和保德组红土的渗透系数对干密度的变化比较敏感。     

陕北非饱和重塑红土渗透特性试验研究

以实测土水特征曲线为基础,采用Van Genuchten模型,详细研究了干密度和体积含水量对非饱和保德组红土渗透特性的影响。研究表明:不同干密度下,在半对数坐标系中,非饱和保德组红土渗透系数与体积含水量呈现出近似直线关系,非饱和保德组红土渗透系数随体积含水量的增大而单调加速增大,且密实状态非饱和保德组红土渗透系数对体积含水量的变化比较敏感。不同干密度下,在半对数坐标系中,非饱和保德组红土渗透系数与基质吸力之间呈现出指数函数关系,且非饱和保德组红土渗透系数随基质吸力的增大而减小,当土体干密度较大时,非饱和保德组红土渗透系数随基质吸力的增大变化较大,同样表明密实状态非饱和保德组红土的渗透系数对干密度的变化比较敏感。     

广西原状红粘土力学性状与水敏性特征

对广西原状红粘土的力学指标、胀缩特性与孔径分布随脱湿过程的演化规律进行了较为系统的室内试验研究。结果表明：广西原状红粘土为裂隙发育的硬塑性粘土,不同脱湿阶段的力学指标与胀缩性能在较高含水量范围内受基质吸力控制,在较低的含水量范围内主要受控于裂隙性;转折点处含水量与重型击实(干法备样)最优含水量相接近;原状红粘土的孔隙主要以孔径从0.01 μm～0.05 μm的小孔隙为主,在脱湿过程中,干密度增大,总孔隙体积减小,以0.01 μm～0.05 μm与0.1 μm～1.0 μm两个区间内孔隙体积减小最为明显。     

土壤强固剂加固红土的力学特性

红土样中加入土壤强固剂可以显著改善土体性能，提高强度，减小变形，其加固机理可用等效压力等效剪应变的概念来解释，加固实质就是增强了土颗粒之间的连接力和摩擦力，加固效果相当于提高了作用于试样的垂直压力和破坏剪应力，减少了破坏剪应变，可以用加固效果系数来衡量，各应力－应变特性参数随着垂直压力的增大而增大，但增大的程度逐渐减小，强度加固效果系数和同水平剪应变加固效果系数与垂直压力呈反比，破坏剪应加固效果系数与垂直压力呈正比。     

Geochemistry of lead contaminated wetland soils amended with phosphorus

To remediate Pb contaminated soils it is proposed that phosphorus can be amended to the soils to transform the Pb into poorly soluble Pb-phosphate mineral phases. However, remediation strategies must account for variable Pb speciation and site-specific factors. In this study soil mineralogy and Pb speciation in soils from P-amended field trials at sites within the Coeur d’Alene River Basin in Idaho, USA were investigated. The soils are contaminated from mining activities and are enriched with Fe and Mn. Selective extraction of the soils indicated that the Fe oxides are poorly crystalline. XRD of the soil clay size fractions identified quartz, muscovite, kaolinite, siderite, lepidocrocite, and chlorite minerals. Amendment with P fertilizer dissolved the siderite. No Pb–phosphate minerals were detected by XRD. Electron microprobe analysis showed direct correlations between Pb, Fe, and Mn in the unamended soils, and negative correlations between Pb and Si. Lead and Mn were strongly correlated. In the amended soils Fe and P were strongly correlated. Results indicate that the Pb is associated with poorly crystalline Fe and Mn oxides, and that added P is primarily associated with Fe oxide phases. Comparisons of pore water Pb concentrations with chloropyromorphite and plumbogummite solubility suggest that in the phosphate-amended soils the pore waters are undersaturated in these phases, whereas several of the control soil pore waters were oversaturated, indicating the added phosphate suppressed the Pb solubility. Results from this research provide insight into the geochemistry occurring in the P-remediated soils that will help in making management and remediation decisions.     

水泥固化重金属污染土的强度特性试验研究

土体受到重金属离子污染后,会引起土的工程性质的改变,重金属离子的渗出也会给周围环境带来严重的危害。在国外,目前常采用水泥固化技术来处治重金属污染土;而在我国,这方面的研究成果还很少。主要通过系统的室内试验和理论分析,研究了在不同污染物掺量、污染物类型、水泥掺量以及养护龄期条件下固化污染土的强度特性。试验结果表明,金属污染物的存在会导致土体无侧限抗压强度较小幅度的降低,但随着水泥掺入量及养护龄期的增加,土体强度会有显著提高。试验结果还发现,不同的污染物类型及掺入量对固化污染土强度存在不同的影响,NaCl能促进水泥固化土早期强度的提高,而CuCl2和AlCl3则会阻碍水泥与土的固化反应。     

老挝爬奔金矿床红土型金矿化地质特征及成因分析

老挝爬奔金矿床存在两类金矿化,即产于二叠系灰岩及其接触带上,受断裂构造控制的碳酸盐化低温热液型原生金矿化和产于凹陷地形中,与原生金矿化伴生的红土型金矿化。两类矿化在空间上紧密相关,空间结构自上而下为红土型金矿化和碳酸盐化构造蚀变岩型金矿。矿区土壤地球化学Au异常区、红土型金矿以及原生型金矿体常具"三位一体"的对应关系。     

红黏土地基承载力和变形参数的空间分布特征分析

为了获得红黏土地基承载力和变形参数在横向和垂向上的定量数据及分析它们的变化规律,选取厦门至成都高速公路湖南省郴州段典型横纵断面上的红黏土地层作为试验点,采用平板载荷试验、旁压试验等技术手段进行了原位测试。试验结果表明：红黏土地基承载力和变形模量在横向较小的范围内呈现较大幅度的变化,在垂向上则呈现先增大再减小的变化趋势,与红黏土赋存厚度、地形地貌、含水率等相关;旁压试验所测得的承载力特征值和平板载荷试验测得的承载力特征值之间存在一定的差异性;旁压模量与变形模量可以通过结构性系数联系起来,所得的结构性系数与Menard根据大量黏土试验资料对比所得到的结论较为一致。     

新型土体固化剂加固海底淤泥力学特性研究

海底淤泥具有特殊的土性特点,其固化研究尚处于起步阶段。GS固化剂是一种以工业固废为主要原料的适用于软土加固的绿色固化材料。本文开展了GS固化剂加固海底淤泥的应用研究。以香港某工程海底淤泥为加固对象,对比分析了GS固化剂和水泥的掺量、龄期对固化土无侧限抗压强度的影响。研究结果表明,相比于普通水泥,GS固化土的早期强度更高、强度增长更快,强度提高比在2.03~2.91。同时,建立了回归模型,提出了GS固化剂加固海底淤泥的强度预测方法。研究成果有助于指导工业固废的资源化处置和建筑行业绿色发展。