酸碱与钠盐耦合环境对水泥土的侵蚀研究

为了研究酸碱与钠盐对水泥土力学特性的影响显著程度,采用正交试验的方法,分别讨论在不同钠盐溶液、不同酸碱耦合侵蚀环境下,盐溶液浓度、水泥掺量、养护时间3个因素对水泥土工程性能的影响程度。通过试验,对比不同侵蚀环境下水泥土外观情况,得出结论:SO_4~(2-)较Cl~-对水泥土的破环程度更为明显,酸性条件较碱性条件对水泥土腐蚀状况更明显。分析强度试验数据:水泥土强度在浓度为3%以下Na_2SO_4或NaCl与酸碱溶液综合作用后,强度随水泥掺量、养护龄期增加而增强,说明水泥掺量、龄期对水泥土强度的增强作用大于低浓度组合溶液的侵蚀作用;SO_4~(2-)对水泥土强度具有强烈的腐蚀性,在酸和钠盐共同作用下,对水泥土腐蚀更强,表现为协同性;在碱和钠盐共同作用下,低浓度SO_4~(2-)的腐蚀作用被削弱,表现为拮抗性。Cl~-对水泥土强度具有一定腐蚀性,且腐蚀性受酸碱度影响较小。     

酸性环境干湿循环条件下膨胀土的膨胀特性及微观作用分析

弄清酸雨及干湿循环共同作用下膨胀土的膨胀性能及其微结构与矿物成分的变化，对研究酸雨区膨胀土的基本性质劣化及工程问题意义重大。为此，以广西酸雨重灾区百色原状膨胀土为对象，模拟酸雨（pH=3，5，7）与干湿循环（n=1，2，3，4）两者共同作用的环境，开展了无、有荷膨胀率试验，并采用扫描电镜（SEM）、压汞仪（MIP）和X射线衍射仪（XRD）分析了该环境下试样的微结构及矿物成分的演变规律。研究结果表明：酸性环境使试样的膨胀率增大，溶液的pH值越小，膨胀率越大；随干湿循环作用次数的增加，不同溶液环境下试样的膨胀率均先增大后趋于稳定，且2次作用后的增幅最大；经酸性环境与干湿循环共同作用试样的膨胀率增大更多，溶液pH值为3和5，经2次干湿循环后其膨胀率比pH值为7的分别增长了24.7%和7.9%；上覆压力能明显抑制试样膨胀率的增长，设定测试压力越大，该值下降越显著。酸性环境与干湿循环共同作用下膨胀率增大的机理可通过微观结构分析作出解释：酸性环境作用下膨胀土中游离SiO₂，Al₂O₃，K₂O，MgO，CaO等胶结物出现不同程度的溶蚀和淋滤，削弱了叠聚体结构间的联结作用，使面面叠聚结构的排列趋于分散，微孔隙体积及数目不断增大，同时遭受干湿循环作用后，土中微孔隙加速发育，土颗粒与溶液水间化学反应更剧烈，致使其膨胀变形进一步增大。因此，酸雨重灾区的膨胀土工程建设，必须考虑酸性环境与干湿循环共同作用造成的膨胀土基本性质劣化的不利影响。     

川西非饱和混合土土水特征曲线研究

川西地区地质构造和气候条件复杂,交通荷载和降水入渗经常会引发处于非饱和状态的混合土公路路基变形过大或滑坡破坏,非饱和土的工程性质主要与其吸力值紧密相关。为掌握川西非饱和混合土矿物成分与初始干密度对其土水特征曲线的影响规律,针对川西山区3种崩坡积混合土,采用滤纸法和压力板仪法相结合的试验方案,缩短试验时间,测得各自在不同初始干密度下的土水特征曲线,并通过微观特征来分析宏观现象,探究混合土特征因素的影响机理。试验结果表明:矿物成分对土水特征曲线有显著影响,亲水矿物含量越高,基质吸力越大且曲线走势越平缓;反之,含有较多石英矿物和较少黏粒时,基质吸力通常较低;在相同基质吸力条件下,干密度越大,土体含水量也越大;同时,干密度对土水特征曲线的影响程度随着含水量的减小而增大。最后,采用Van Genuchten(VG)模型拟合川西混合土土水特征曲线,其拟合参数与颗粒级配、非饱和程度相关,拟合曲线与试验曲线吻合较好。     

公路高填方路基软岩填料试验研究

以某公路工程高填方路基试验段为例,采用试验研究方法,就软岩填料的矿物组成、工程性能、压缩性能和抗剪强度等进行了系列试验。研究表明：软岩填料主要由黏土矿物组成;饱水条件下的软岩软化系数要高于干湿循环作用下的软化系数;压实度为0.96时的软岩压缩系数随着干湿循环作用基本保持不变;软岩的抗剪强度在前6次干湿循环作用下减小幅度更加明显,6次以后基本趋于稳定。     

CO2储存环境对固井水泥性质影响之研究

CO2存入地下以地质封存方式进行减量是一项可行的工程手段。干燥情况下CO2基本没有危害。然而在进行地质封存时,气井通常在地下水层、盐水层等潮湿的环境下操作,CO2与水结合会形成碳酸,形成一个酸性的环境。实验室观测表明API G级油井水泥添加包括飞灰、膨润土、重晶石与硅粉在潮湿(100%)、饱和CO2条件(常压,70℃)环境养护条件下28 d,研究其力学性能、化学成分及微观结构之间的关系。实验项目包括抗压强度、微观结构分析、X射线衍射及EDS扫描电镜。观察其养护样品发现,API G级油井水泥添加飞灰的水泥呈现出最佳抗压强度及最深的碳化深度。而API G级油井水泥添加膨润土的水泥现出最低抗压强度及最浅的碳化深度。     

酸性溶液对花岗岩力学特性及微观结构的影响

为探究酸性溶液作用下花岗岩力学特性损伤机制，在pH值分别为7、5、3的化学溶液中对花岗岩试件进行72 d饱和处理，然后对饱和试件和自然干燥试件进行三轴压缩试验、核磁共振试验、电镜扫描试验（〖WT５”《TNR》〗scanning electron microscope, SEM〖WT５”ＢＺ〗）及X射线衍射试验，并对比分析不同化学溶液作用下花岗岩试件三轴抗压强度损伤、变形特征及力学参数的变化规律。试验结果表明： 1）花岗岩试件的三轴抗压强度、弹性模量及黏聚力随酸性溶液pH值降低而减小，泊松比随着pH值的降低而增大； 2）在酸性溶液的腐蚀作用下，试件内斜长石及方解石等矿物成分的消耗导致试件内部结构疏松程度增加，强酸作用下伴有微裂隙产生； 3）与自然干燥状态下的试件相比，在围压20 MPa的条件下经pH=3的酸性溶液酸化处理后的试件，其偏应力峰值强度降幅达39.94%； 4）花岗岩在酸性溶液作用下，部分矿物溶解、迁出，使得孔隙结构不断劣化产生大量次生孔隙，且酸性溶液pH值越低，中、大孔隙占比越高。     

含潜在酸性硫酸盐土吹填料的酸害治理技术研究

为探索酸害治理方法,解决疏浚上岸的PASS酸化引发的环境及工程问题,采用不同氧化方法分析PASS的氧化机理及规律,开展不同钙镁含量中和材料的选型试验。结果表明,在自然、化学、生物、电化学4种氧化方式中,生物氧化的速率与成本适中,可作为大面积氧化的首选方法;贝壳粉、方解石、熟石灰、珊瑚砂、F盐对氧化后的酸性物质均有较好的中和效果,但熟石灰可造成土地盐碱化,应慎重使用,珊瑚砂在港湾地区分布广泛,是理想的中和物料,但吹填过程中应控制其粒径,并且避免PASS局部汇集,超出珊瑚砂的中和能力。     

生物柴油发动机润滑油氧化衰变特性模拟研究

在柴油机油中分别加入不同比例的生物柴油和矿物柴油,通过高温氧化试验对柴油机油的氧化过程进行了模拟。结果显示,加有生物柴油的柴油机油与加有矿物柴油的柴油机油相比,前者氧化后黏度和酸值较高,正戊烷不溶物较多,碱值下降较明显,表明生物柴油比矿物柴油更易促进柴油机油氧化衰变。     

水泥土强度影响因素的研究

研究了水泥土在不同水泥掺量、养护龄期和土质的影响下的力学性能,对其相应荷载位移曲线进行了分析和讨论.探讨了pH值和各种侵蚀性离子对水泥土的力学效应的影响,并对环境侵蚀机理进行了探讨.研究结果表明,水泥土抗压强度随水泥掺量和养护龄期的提高而增大.土质不同,强度亦不同.酸性和高浓度化学溶液侵蚀环境对水泥土力学性能有劣化作用;而碱性和低浓度化学溶液环境对水泥土力学性能具有一定促进作用.     

邻近既有隧道的软土地区深基坑设计与监测分析

现以新龙广场项目深基坑工程为背景,介绍在软土地区紧邻既有隧道的复杂环境条件下,深基坑变形控制的设计方法,以及针对变形控制目标采取的一系列设计施工措施。为了减小基坑降压对周边环境的不利影响,某工程采用了超深三轴水泥土搅拌桩隔断承压水含水层。通过基坑监测数据的分析表明,该基坑工程采取的相关技术措施,有效地控制了基坑开挖对周边保护对象的影响,可以为类似工程提供一定的参考。