用流动电位法研究钠高岭土动电电位与PH的关系

本文介绍用流动电位法测定钠高岭土在不同PH下的动电电位、比电导等重要的粘土双电层参数,并对不同PH下高岭土的双电层性状和结构特征进行比较分析。结果表明,粘土的固结压力、孔隙比、动电电位与其PH具有一定的关系。     

天津滨海新区新近沉积土确定及其工程特性研究

基于古海岸线及测年试验分析,对滨海新区上部陆相沉积土的形成年代进行研究,确定了该区新近沉积土的划分原则,并根据成因类型及沉积环境,进一步划分了新近沉积土的类别;根据土层厚度及底板埋深,查清了滨海新区新近沉积土的发育分布规律,并分析评价了该类土的工程特性。结果表明:滨海新区上部陆相沉积土形成年代小于4 000年,应将其划归为新近沉积土,与原新近沉积土共同组成该区新近沉积层;新划分原则下新近沉积土可分为洪泛新近沉积土、古河道新近沉积土及上部陆相新近沉积土三类,其厚度一般在1～2 m,底板埋深一般在3～4 m,工程性质较差,表现为较高含水量、较大孔隙比、较低抗剪强度、较高压缩性,地基承载力普遍在100 kPa左右。     

天然沉积中间土的力学特性研究

长江口北岸天然沉积土主要由粉粒和细砂粒组成,其渗透系数介于10-7～10-3 cm/s之间,既不属于完全排水的砂性土,也不属于完全不排水的粘性土,针对这样的天然沉积中间土的我国研究并不多见。通过大量的物理力学试验,探讨了天然沉积中间土的物理力学性状,结果表明天然沉积中间土具有类似于软粘土的物理性质,但原位静力触探试验显示其天然沉积中间土的原位强度却与天然含水量分布在塑限附近的硬粘土差不多。研究结果亦表明颗粒分布对天然沉积中间土的原位强度有较大的影响。同时采用灰理论中的关联度分析,对这类中间土物理状态指标与力学特征指标间相关性进行了分析,认为孔隙比用于亚砂土稠度划分,含水比用于亚粘土、粘土稠度划分更加合理     

北京平原区新近沉积土基本工程地质特性分析

文章通过各种实验,分析了北京市新近沉积土的物质组成、化学成分、矿物成分及其基本的岩土工程特 性。结果表明,新近沉积土在总体上是工程地质性质较差的地层,一般来讲呈欠压密状态,具有较高的压缩性,强 度相对较低。但是对于新近沉积的砂质粉土而言,即当塑性指数Ip<7时,通过比较发现新近沉积土的实验数据则 接近于一般第四纪沉积土,并出现了交错,反映出新近沉积的砂质粉土与一般第四纪沉积的砂质粉土的力学性质指标接近而不容易被区分。     

添加沸石对黏性土-膨润土竖向隔离墙材料压缩和渗透特性的影响

土-膨润土系竖向隔离墙广泛应用于工业污染场地和地下水修复工程。通过坍落度和一维压缩固结试验研究添加沸石对黏性土-膨润土竖向隔离墙材料的工作性,以及压缩和渗透特性。黏性土选用高岭土,沸石-高岭土-膨润土试样中沸石掺量为2%～40%。试验结果与以往沸石-砂-膨润土竖向隔离墙材料以及击实沸石-膨润土混合土研究结果进行对比,明确沸石掺量和粒径对压缩和渗透特性的作用规律。试验结果显示,满足隔离墙材料施工要求的含水率范围随沸石掺量增加而增大,并处于液限的0.96～1.18倍。添加细颗粒沸石对试样的压缩指数和渗透系数影响较小,渗透系数小于10-9 m/s。相反,添加粗颗粒沸石将导致微孔隙尺寸增大,并形成水能够通过的沸石网架结构,将显著增大渗透系数。试样渗透系数能够通过考虑孔隙比和液限的经验公式进行良好的预测。     

黏性土卸载屈服特性试验研究

通过扰动的粉质黏土室内固结排水卸载剪切试验,分别得到真三轴和普通三轴侧向卸载条件下的应力-应变曲线。对这些曲线分析可知,它们表现为应变硬化和非线性,其初始阶段呈直线状,很快转变为曲线;真三轴试验（轴向应力 为常量、减围压 、保持应变 0）相比普通三轴试验（ 为常量、减 ,且中主应力 ）,真三轴试验屈服发生在应力差（ ）值较高、轴向应变值 较小处;将试验取得的各屈服点进行整理分析,认为这种土在卸载条件下的屈服表现较适宜于Matsuo-Nakai屈服强度准则。     

换填黏性土料工程特性试验研究

南水北调中线一期工程总干渠膨胀岩（土）试验段工程潞王坟段的渠坡处理方式之一是换填黏性土料处理措施,通过开展物理性试验、击实试验、膨胀特性试验和原位测试等来了解换填黏性土料的工程特性。研究表明：（1）换填黏性土料颗粒组成差异较大,以砂粒和粉粒为主,其次为砾,黏粒和胶粒成分较少,其级配一般;（2）轻型击实条件下,换填黏性土料最优含水率为17.7 %,对应的最大干密度为1.71 g/cm3;重型击实条件下,换填黏性土料最优含水率为18.4 %,对应的最大干密度为1.87 g/cm3;（3）换填黏性土料的相对密度为2.7,液限在37.6 %～38.7 %之间,塑限在17.1 %～19.2 %之间,塑性指数在19.4～21.2之间,属于低液限黏土;（4）当取样深度在0.0～3.5 m之间时,换填黏性土料的自由膨胀率在40.0 %之内,无膨胀潜势;当取样深度在3.5～4.5 m之间时,换填黏性土料的自由膨胀率在42.0 %～76.0 %之内,具有中弱膨胀潜势;（5）换填黏性土料的旁压模量 、侧胀模量 随深度变化不明显,当含水率变化时有部分成果有随含水率增加而模量参数降低趋势。该成果为换填黏性土料在南水北调中线一期工程总干渠膨胀岩（土）试验段工程中的应用提供了科学依据。     

对北京地区新近沉积土的判别认识

新近沉积土自上世纪50年代被认识并引起工程界重视,目前在实际工作中的判别分析仍存在难点。为加强认识,通过比较总结前人的知识经验,并结合笔者在北京地区从事岩土工程勘察的实践,阐述了北京地区新近沉积土的基本特征与分布,着重探讨了其主要物理力学性质及地基承载力等工程特性,并对其定性、定量判别方法作了总结讨论。     

海陆交互相下黏性土性状辨析及评价研究

长江口北翼（南通-启东段）沉积物从物性指标判别,物理性质较差,土质分类属于软土或软黏土,而从力学指标判别,力学性质较好,表现出物性与其对应的力学性质指标不完全吻合。分析了出现这种物性“偏软”、力性“偏硬”现象的原因。同时,提出了评价该类土工程特性的新指标,较好地解决了物性与力性不相符合的矛盾。     

重塑黏性土固有压缩特性的探讨

Burland于1990年提出重塑土的固有压缩特性,为定量评价天然沉积结构性黏性土的力学性质提供参考依据。通过对四种液限的重塑土进行大量的室内一维固结试验,重塑土样的初始含水率调整扩大为液限的0.7~2.0倍,探讨了初始含水率,液限对重塑土固有压缩特性的影响。结果表明:重塑土压缩曲线不仅与土的液限有关,还受初始含水率的影响; 在较低固结压力下,采用Burland引入的孔隙指数不能将不同初始含水率的重塑土压缩曲线归一化,但当固结压力超过约25kPa时,各种压缩曲线均可较好地归一化至重塑土的固有压缩曲线(ICL); 此外,重塑土固有压缩参数并非仅与土的液限有关,试验实测的结果显示出与Burland的固有压缩参数经验有一定的偏离,结合试验结果对其进行了修正。     

有机硅材料改性砂岩强度与ζ电位变化规律

针对干湿循环作用下岩石强度劣化引发工程岩体稳定性控制问题,以山西忻州保德煤矿8煤顶板中粒长石石英砂岩为例,对砂岩进行有机硅材料改性试验。通过单轴压缩试验研究改性前、后砂岩经历不同干湿循环作用后的强度损伤劣化规律,采用电泳法对比分析改性前、后砂岩表面ζ电位变化规律,并探讨了有机硅材料改性砂岩的改性机制。结果表明,(1)改性后砂岩的单轴抗压强度、弹性模量和变形模量明显提高,单轴抗压强度提高21.7%,弹性模量提高22.2%,变形模量提高23%;(2)受干湿循环作用砂岩强度劣化效应明显,随干湿循环次数增多,砂岩单轴抗压强度、弹性模量和变形模量均呈负指数关系降低;(3)有机硅材料对砂岩表面的电性有较大影响,随着岩样悬浮液p H值的降低,砂岩表面的负电性逐渐减弱至不带电,最后变为正电。     

The combined effect of clay and moisture content on the behavior of remolded unsaturated soils

The behavior of unsaturated clayey soil is highly influenced by the coupled interaction between water and clay content. Various aspects of the behavior of artificial clay–sand mixtures with variable water content were experimentally studied. Laboratory tests were utilized for the determination of consistency limits, the stress–strain relationship, strength parameters, hydraulic conductivity, and volume change characteristics for various combinations of water and clay content in soil mixtures.

Results presented for various clay–sand mixtures include: new normalized consistency limits; the combined effect of clay content and water content on the stress–strain relationship and on the strength parameters (c and φ); and the effect of clay content on hydraulic conductivity and swelling potential. The cohesion of clayey sand is found to increase with increasing water content to a certain limit, above which it decreases. The angle of internal friction for clayey sand is found generally to decrease with increasing water content. The degree of saturation is found to be better than the water content in explaining the strength behavior. The hydraulic conductivity sharply decreases with increasing clay content up to 40% beyond which the reduction becomes less significant. Simple empirical equations are proposed for predicting the swelling potential of clayey soils as a function of either the clay content or plasticity index.     

低坝影响下的流场与淤积形态特性试验研究

为研究径流式低坝影响下的水流流动与泥沙淤积特性,开展水槽试验,基于图像测量技术,获取并解析坝附近区域流场信息及典型淤积形态。结果表明：坝前附近流段纵向流速在垂线上出现衰减区,减幅随水流强度增大而减小;坝顶断面纵向和垂向流速沿垂线的分布均呈现显著的分区特性,分区界限几乎不受水流强度的影响;随坝顶水深增加,坝下游漩涡涡心向下游及河底移动,面积和强度皆增大;坝上游淤积形态特性对水流强度的变化非常敏感,在较低强度来流下,呈接近坝体的稳定曲面斜坡,而在高强度来流下,不形成稳定淤积体;坝下游形成动态稳定的淤积斜坡,纵剖表面线呈抛物线规律,随来流强度变异程度小。     

蒙脱石提纯研究进展

总结了蒙脱石的各种提纯方法及其试验原理和提纯分离效果。主要涉及重力选矿、水力分析、絮凝法、离心分离和化学提纯。对电泳法提纯作了简介。研究证实，与蒙脱石粒度相近的方石英和石英微粒等杂质很难去除。氢氧化钠溶蚀法会对蒙脱石、石英和方石英同时产生溶蚀，引入新的物相杂质。     

盐腔内回填碱渣沉降固结特性室内试验研究

碱渣回填到充满卤水的废弃盐腔后,颗粒会自由沉降到盐腔底部形成沉积层,进而在自重作用下固结。为了解盐腔内回填碱渣的沉降固结特性,以江苏淮安地区碱渣为对象,进行了沉降柱试验和固结试验。试验结果表明:(1)碱渣在卤水中的沉降过程可以分为3个阶段:絮凝阶段、沉降阶段和固结阶段。初始浓度对碱渣的沉降曲线和沉降速率有很大的影响。(2)碱渣颗粒分布、密度、含水率和孔隙比均呈现出分层特性,颗粒粒径、密度随深度的增加而增大,含水率、孔隙比随深度的增大而减小。(3)碱渣具有很高的压缩性,压缩系数a1-2为3.36 MPa-1。在压力范围小于100 kPa下,固结系数随固结压力的增加而显著减小。试验结果对了解盐腔内回填碱渣的沉降固结特性提供了参考,有利于指导回填施工工艺和碱渣的后期处理。     

煤层气开发中不同粒度煤粉的聚集沉降实验

在煤层气开发过程中,煤粉聚集及沉降会堵塞煤层气运移通道及导致卡泵、埋泵等事故。为了查明不同粒度煤粉的聚集及沉降特征,选取粒度>140目（<106 μm）、>70~140目（106~<212 μm）和>50~70目（212~<300 μm）3种粒度范围的煤粉,开展了在去离子水中煤粉的聚集及沉降实验,从煤粉聚集及沉降特征观察、悬浮液中煤粉含量及煤粉粒度分布探究不同粒度煤粉在去离子水悬浮液中的聚集及沉降特征。结果表明,随着静置时间的增加,各粒度煤粉悬浮液的颜色均不同程度地变浅,逐渐出现分层,其中,粒度>140目的煤粉悬浮液最先出现分层。煤粉粒度越小,煤粉悬浮液顶部漂浮的煤粉量越多;煤粉粒度越大,其下沉到煤粉悬浮液底部的煤粉量越多。不同粒度煤粉悬浮溶液中煤粉含量均随着静置时间的增加呈现不同程度的降低,在停止搅拌后3 min内,煤粉含量下降最快,粒度为>70~140目的煤粉悬浮液中煤粉含量最大。根据不同粒度煤粉悬浮液中煤粉粒度分布曲线,将煤粉聚集及沉降过程分为3个阶段：单峰变双峰阶段（煤粉快速上浮及沉降）、双峰变单峰阶段（煤粉快速聚集及沉降）和单峰阶段（煤粉缓慢沉降）。粒度>140目的煤粉在悬浮液中最先达到缓慢沉降阶段,粒度>70~140目的煤粉在悬浮液中最后到达缓慢沉降阶段。从煤粉的受力、扩展的DLVO理论及煤粉的有机分子结构方面探讨了煤粉聚集沉降的机理：煤样含有大量的脂肪烃和芳香烃等疏水性基团,疏水性强,润湿性低;随着煤粉粒度的减小,其比表面积显著增大,煤粉表面吸附大量空气,形成气膜;同时,煤粉颗粒间相互吸附聚集,内部形成很多微孔隙,导致粒度小的煤粉易聚集漂浮在悬浮液面上。实验得到的不同粒度煤粉的上浮、下沉及悬浮情况,为后期煤层气开发中煤粉管控措施提供依据。     

Effect of hydrolysed aluminum(III) and chromium(III) cations on the lipophilicity of talc

Liquid-liquid extraction and electrokinetic studies show that both the talc particles and the isooctane droplets are affected by the presence of hydrolysable metal species of Al(III) and Cr(III). The inherent lipophilicity of talc is unchanged by the hydroxo complexes of these metal species, while positive shifts in zeta potentials of talc and isooctane take place due partly to the strong adsorption of these hydroxo complexes. In the pH range where the hydroxide precipitates, the talc particles are rendered hydrophillic between the precipitation pH and the point-of-zero charge of the metal hydroxide. This hydrophile-lipophile transition of talc in the isooctane-water system relates to heterocoagulation among talc particles, isooctane droplets and hydroxide precipitates.     

Effect of surface oxide/hydroxide products on the collectorless flotation of copper-activated sphalerite

The change in collectorless flotation of sphalerite with pH and Cu(II) concentration was correlated with the type and proportion of species present on the sphalerite surface. The solution and surface species were determined using a combination of analytical techniques including zeta potential measurement and X-ray photoelectron spectroscopy. An optimum copper concentration for maximum sphalerite flotation was identified, beyond which flotation decreased. This decrease in flotation coincided with the precipitation of copper hydroxide in neutral to mildly alkaline pH conditions. The hydrophobic polysulfide and hydrophilic copper hydroxide species were the main surface species influencing sphalerite flotation.     

红黏土工程性状的干湿循环效应试验研究

为研究湿热多雨气候条件诱发的干湿循环过程对红黏土长期性能的影响规律,对制样过程中干湿循环含水率变化幅度控制技术进行改进,制备不同干湿循环次数以及含水率变化幅度试样。利用固结排水三轴剪切与压缩试验,研究了干湿循环次数与干湿循环含水率变化幅度对压实红黏土工程性状的影响规律。结果表明,压实红黏土的黏聚力 与内摩擦角 均随干湿循环次数 的增加而衰减,首次干湿循环之后衰减效应最显著,其后较弱并趋于稳定, 的衰减程度小于c,且在低围压下的抗剪强度随干湿循环衰减更加显著;压缩模量E1-2随N的总体衰减规律与强度参数类似,但衰减幅度小于c而大于 ;随着干湿循环含水率变化幅度增大,压实红黏土c与E1-2略有减小, 基本不变,压实红黏土含水率在 4%变化范围内,具有相对稳定的力学特性。该研究表明,红黏土不宜直接用于填筑路床与边坡表层的填料,可以作为上下路堤堤心的填料,但必须采取防排水工程措施与边坡防护措施。     

镉及其络合物在黏土上的吸附行为

淋洗剂EDTA 二钠和柠檬酸三钠与镉形成的络合物及镉本身在黏土上的吸附行为研究表明: 上述两种淋洗剂能有效提取表层土中的Cd,形成的络合物在迁移过程中又能较好地被黏土层吸附。黏土对Cd2 +、Cd--EDTA 和Cd--柠檬酸的吸附容量顺序为: Cd--柠檬酸＞ Cd2 + ＞ Cd － EDTA; 3 种形态的吸附过程均以离子交换吸附为主,并在15 min 内完成。黏土对Cd2 + 和Cd － 柠檬酸的吸附容量随溶液初始pH 的升高而增大,对Cd--EDTA 的吸附容量随pH 升高略有降低。