疏浚土的固化处理技术

结合上海市围垦4.0万ha,促淤7.3万ha的10年计划以及长江口深水航道疏浚土处理的需要。讨论疏浚土的固化处理技术及有关力学特征。     

高含水率疏浚淤泥流动固化处理试验研究

为高效处理高含水率疏浚淤泥,提出将高含水率疏浚淤泥进行流动固化处理,并对"固化土拌合物"的流动性和固化土强度进行了试验研究.结果表明,疏浚淤泥初始含水率、固化剂掺量、放置时间对"固化土拌合物"的流动性均有很大影响;同时试验亦表明疏浚淤泥固化土具有较高的抗压强度,添加磷石膏对水泥固化土具有明显的增强作用.     

利用皇竹草生态固化浅表层疏浚土试验研究

利用植物根系兼具吸水和加筋作用的特性,依托某疏浚工程,对利用皇竹草生态固化浅表层疏浚土进行现场试验研究.通过观测试验区内浅表层(0～90 cm深度)疏浚土含水率、承载力、土壤养分含量及重金属含量的变化,分析和评价皇竹草生态固化浅表层疏浚土的效果.研究发现:1)皇竹草种植完成85 d后,种植区土壤承载力由11.8～27....     

疏浚吹填粉土固化室内试验

基于北方港口疏浚吹填粉土振动液化和土体稳定性差的特性,开展室内固化试验。研究吹填粉土固化后的物理力学性质变化及规律,分析固化粉土作为围埝、人工岛和路基填筑材料可行性,为疏浚吹填粉土资源化利用提供技术支撑。结果表明:水泥掺量为3%~12%时,吹填粉土固化后塑性指数为10. 4~15. 5,黏性和密实程度增大,抵抗变形能力增强,渗透性减小,转变为典型的黏性土;水泥掺量相同工况下,随着龄期的增加,吹填粉土固化强度不断增加,龄期14 d时平均强度可增加到28 d龄期的76%;疏浚吹填粉土的水泥掺量为3%~12%固化后,28 d龄期后再经水浸泡48 h的无侧限抗压强度为96~624 kPa,强度值相对变化≤16. 5%,水稳性能好,可作为水下围埝和人工岛等的填筑材料,具有重大实际应用价值。     

速生植物根系固化浅层疏浚土的直剪试验

为研究速生植物对大面积疏浚土纳泥区浅层固化效果,选取2种常见速生禾本植物皇竹草和高丹草,在排干纳泥区上层覆水后,分区在粉质黏土为主的纳泥区种植,采集表层原状素土及根土复合试样,通过直接剪切试验量化分析2种植物根系对浅层疏浚土的固化效果,观察和比较2种植物的根系发育情况及力学特性。结果表明：1)皇竹草根系更加致密且抗拉强度更高,土体含根量为高丹草的2.1倍,根系抗拉强度为高丹草的1.6倍;2)皇竹草和高丹草均可显著提高土体的内摩擦角、黏聚力及抗剪强度,其固化后分别为素土的1.5～6.3、1.2～2.4及1.2～3.2倍;3)在土壤含水率相近且与植株水平距离相同的情况下,皇竹草的固土效果优于高丹草;4)皇竹草的土体固化效果随着与植株间水平距离的增大而明显减弱;5)2种植物均可促进浅层疏浚土的脱水。种植速生植物可作为大面积纳泥区浅层固化处理的辅助措施,符合我国“双碳”目标和绿色工程发展理念。     

湖泊疏浚淤泥固化试验研究

针对湖泊疏浚淤泥有机质含量高、含水率高、强度低等特点,采用水泥、生石灰和粉煤灰等添加剂对其进行固化研究,阐述淤泥固化后的短期强度和含水率变化特征,并对固化效果进行分析和总结.根据模糊优化理论,将固化效果、生产成本、工期等因素作为优化目标,建立数学模型,提出并分析固化剂混合添加方案,并对添加方案进行试验论证.结果表明,掺入4％的水泥和9％的粉煤灰为最优固化方案,强度增长约38％,成本降低约45％,该固化方案可满足相应的工程要求.     

珊瑚礁岩含水率对疏浚施工挖掘力学指标的影响

针对珊瑚礁岩疏浚工程中挖掘困难的问题,基于大量疏浚珊瑚礁的土工试验资料,对珊瑚礁岩力学指标进行分析。结果表明:1)疏浚珊瑚礁岩具有遇水软化特性,施工时建议分层合理开挖。2)含水率与单轴饱和抗压强度、单轴饱和抗拉强度、变形模量经验关系式的回归系数均在0.691以上,相关性较高。3)水对珊瑚礁岩的力学性质有重要的影响,主要体现在物理弱化作用和力学作用。     

聚乙烯醇纤维加筋水泥固化疏浚土静力特性试验研究

疏浚土由于其高含水率、低渗透性、低承载力等特性,无法大规模的利用.文中选用聚乙烯醇(PVA)纤维作为加筋材料,P.O42.5普通硅酸盐水泥作为固化材料,对长江中下游航道疏浚土进行固化,分别对养护龄期为7、14、28 d的固化疏浚土进行静力特性试验,探究了不同养护龄期、纤维掺量及长度模数对固化疏浚土强度的影响规律,为长江中下游疏浚土的加固利用提供参考.试验结果表明:养护龄期为7、14 d时,土体的黏聚力随纤维长度模数和掺量的增加而逐渐增大;养护到28 d时,土体的黏聚力随纤维模数和掺量的增大有最大值.随着纤维长度模数和掺量的增加,土体的内摩擦角逐渐降低并趋于稳定,随着养护龄期的增加,纤维对内摩擦角的影响逐渐减小.PVA纤维的最佳长度模数和掺入量分别为6 mm和0.1%,此时纤维对疏浚土的加固效应最佳.     

河湖疏浚底泥的固化处置技术研究进展

通过固化处理将河湖疏浚底泥转化为固化土是目前一种有效的资源化利用途径。文章在总结分析国内外疏浚底泥固化技术的基础上,系统地介绍了物化反应、水分转化和骨架构建3种固化过程机理,并对影响固化土力学性质的影响因素进行了讨论分析,主要包括有机质含量、固化材料掺加量、含水量、养护龄期与粘粒含量,同时介绍了目前固化工艺的工程实践,分析了面临的问题,得出了工程经验。通过对研究成果的总结,探讨了河湖疏浚底泥固化工艺的发展趋势。     

超细颗粒悬浮状疏浚土真空预压加固特性研究

浙江省乐清湾地区疏浚土具有高孔隙比、高黏粒含量、高含水率、高触变性、抗剪强度低及排水缓慢的特性,工程性质差,加固困难。依托乐清湾北港区吹填区真空预压工程,设置4个3 000 m2的真空预压试验区,研究相同真空度下不同塑料排水板间距、型号加固效果的差异,通过膜下真空度、表层沉降、孔隙水压力等监测数据以及土体含水率、十字板抗剪强度的检测结果对加固效果进行分析,同时结合含水率、十字板抗剪强度等检测数据,对无结构疏浚土的物理力学指标离散性进行分析。结果表明,采用真空预压加固超细颗粒无结构疏浚土时,对于浅层加固,A与B型排水板没有明显差别,塑料排水板间距小于100 cm时加固效果提升不明显;无结构疏浚土加固后力学指标较离散而含水率指标较稳定,建议采用含水率作为验收指标;建议无结构疏浚土采用土的三相组成推算其压缩比和沉降量。     

吹填淤泥固化室内试验研究

为了解决吹填土含水率高、压缩性大和排水固结时间长等工程问题,提出使用复合型固化剂固化吹填土,从而达到节省工期、节约成本的目的,为吹填土地基的加固提供一种经济可行的方法。通过单掺试验、正交试验和抗渗抗剪试验等方法,研制出3种效果较好的固化剂。试验结果表明:类别3固化土(复合掺入2%水玻璃、3%生石膏和0.5%苛性钠)固化效果最佳,但综合考虑原料成本因素,在类别2(单掺0.04%)的三乙醇胺的性价比最高。     

疏浚泥固化处理填海筑岛现场试验研究

在桥、岛、隧集群的跨海交通工程中,人工岛是进行海上桥梁和海底隧道交通转换的基础设施,也是岛上各类建、构筑物的重要载体。为有益利用海底隧道疏浚泥,进行了疏浚泥固化处理泵送填筑人工岛的技术研究,在室内配合比试验基础上进行了现场模拟试验,研究了不同固化材料、掺量以及填筑方式对地基承载力的影响,探索了固化土的无侧限抗压强度指标、静力触探指标与地基承载力的关系。试验结果表明,适宜泵送的固化土含水率在95%左右。在固化材料整体用量相当的条件下,单一掺量整体填筑的方法处理效果优于不同掺量的分层填筑。固化土的无侧限抗压强度指标、静力触探指标与地基承载力特征值分别呈现一定的线性相关。     

含水率对吹填超软土固结特性的影响

吹填超软土具有高含水率、高孔隙比、高压缩性、低强度等工程特性,其工程试验是勘察工作的重点和难点。以大连某地区吹填超软土为研究对象,在室内配制多组不同含水率的试验样品进行标准固结试验。对含水率变化与固结特性指标中的固结系数和次固结系数之间的关系进行研究,分析含水率对其固结指标中的固结系数和次固结系数的影响规律,用于指导吹填超软土地基处理的工程实践。     

疏浚淤泥废弃泡沫塑料轻质土的力学特性研究

为了处理我国港口航道工程的维护和建设中产生的大量疏浚淤泥,以疏浚淤泥为原料土,添加水泥及废弃泡沫塑料,开发出了具有较高技术经济效益的新型土工材料—疏浚淤泥废弃泡沫塑料轻质土。对某一特定配方的试样进行了无侧限抗压强度试验、各向等压压缩试验及三轴试验,并对疏浚淤泥废弃泡沫塑料轻质土的压缩、剪切特性进行了研究。     

真空预压新技术加固吹填超软土的现场试验研究

针对沿海吹填超软土特性,通过广东惠州荃湾港区现场试验,采用真空预压新技术加固吹填超软土,包括新型超软土浅层预处理技术、新型高效节能抽真空技术、新型防淤堵塑料排水板技术等。试验区分别通过浅层预处理和真空联合堆载预压深层处理试验评价真空预压新技术加固吹填超软土的效果。根据加固前后现场监测与检测结果,从真空度、沉降量、孔隙水压力、十字板剪切试验、静力触探试验和室内土工试验成果等指标分析吹填超软土加固效果,证实真空预压新技术在沿海吹填超软土地基处理中具有良好的加固效果及经济性。     

模袋固化土室内配比试验

为了了解模袋固化土强度增长规律,通过对现场原状土的物理分析及模袋固化土的室内配比试验,选择合适的固化剂和掺入比,并建立了贯入阻力、无侧限抗压强度与龄期的关系,为利用模袋固化土作为堤心来替代砂石料等常规材料修建海上围埝提供了理论依据,从而确定模袋固化土充填围埝的可行性,并为现场施工提供了经济合理的配合比.在实际应用中,采用模袋固化土施工,可降低工程造价成本,使资源配置合理化,同时也达到环保的效果,降低废料污染.     

中子土壤水分仪在真空预压含水率测试中的应用

真空预压加固过程中含水率的变化与地基的加固效果密切相关。传统的地基土体含水率测试方法是取样进行室内试验,本文将智能中子土壤水分仪引入真空预压过程中含水率的现场测试中,通过现场钻孔取土试验进行仪器标定,进而研究真空预压过程中土体中的含水率。基于地基加固前后钻孔取土烘干法室内试验数据与中子土壤水分仪测试数据,研究中子土壤水分仪的测试精度;得到不同深度土体含水率随真空预压时间的变化规律,分析真空荷载对土体含水率变化的影响机制。测试方法简便,结果精度可靠。     

荆江航道疏浚土优先控制污染物筛选研究*

以美国EPA优先控制污染物和中国优先控制污染物为基础,以文献报道长江水质污染物检测数据为依据,利用综合评分法结合德尔菲法筛选荆江航道疏浚土优先控制污染物。结果表明,荆江航道疏浚土优先控制污染物为农药、金属、多环芳烃、多氯联苯、酚类、苯类、挥发性卤代烃、酞酸酯类、全氟类等9大类污染物,主要集中在DDT、镉、铅和汞等10种污染物。鉴于以上优先控制污染物具有较强的环境持久性,在航道疏浚过程中应加强污染物的监测和评估。     

袋装固化土筑堤在沿海涂面整理工程中的应用

受制于砂石等建筑材料匮乏,浙江沿海围垦工程推进困难,寻找合适的替代材料迫在眉睫。因地制宜,就地取材,利用滩涂丰富的黏土资源,形成袋装固化土筑堤技术。即利用滩涂淤泥为原料,添加固化剂充灌袋体作为堤心代替砂石料等常规材料修建围堤。通过对固化土工程特性和袋装固化土围堤在外部荷载作用下的稳定情况进行研究,结合台州已建固化土围堤的经验和试验及检测资料,提出合理的计算方法,为固化土筑堤设计方法的建立提供可靠的依据。     

长江航道疏浚土潜在的健康风险

采集长江中游荆江太平口航道河段疏浚土或底泥,检测铬(Cr)、砷(As)、镉(Cd)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)元素的含量,利用健康风险评价法进行潜在健康风险评价,分析长江航道疏浚土污染状况及潜在健康风险。结果表明,各采集点Cu含量在151.11~253.21μg/g,工程河段下游毗邻排污口处底泥As、Cd含量分别为28.01、0.84μg/g,均超过土壤环境质量二级标准;以皮肤接触为污染暴露途径,施工区下游毗邻排污口底泥Cd的非致癌风险危害商(HQ)1,存在一定风险,其余元素非致癌风险在可接受范围;致癌物Cr、Cd的致癌风险集中在10~(-7)~10~(-6),在可接受范围,太平口航道疏浚点、整治工程点,以及施工区域毗邻排污口疏浚土(底泥)As致癌风险水平较高,分别为1.52×10~(-5)/a、1.44×10~(-5)/a、4.04×10~(-5)/a,存在一定风险,但未超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受值(5.0×10~(-5)/a)。鉴于荆江航道太平口河段底泥已受As、Cd污染,应加强监测评价。