生活源污染地基土性质与稳定性评价

来源 :中国矿业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jhzdw1982
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生活源污染质在土体中运移,改变土体的结构和矿物成分,进而引起土体物理力学性质发生变化,导致土体稳定性降低,给工程建设带来严重不利影响。不同生活源污染质对土体性质的作用效果和作用机理均不相同。因此,研究生活源污染质成分及浓度的变化对土体物理力学性质的影响,揭示生活源污染土性质的演化规律,建立生活源污染地基土稳定性评价模型有重要理论意义和实践意义。本文选取生活源污染质中含量较高的Cl-、Ca2+、Na+、CO32-、CH3COO-、NH4+为污染源离子,以人工制备的典型生活源污染土为研究对象,试验研究了典型生活源污染土的塑性、压缩性、抗剪强度随污染质成分及浓度的变化特征,揭示了生活源污染土性质演化规律与演化机理;利用扫描电镜、XRF荧光光谱分析测试手段,分析了生活源污染土微观结构、化学成分随污染质成分及浓度的变化规律;以模糊评价法为手段,在建立地基土稳定性分级的基础上,考虑土体本身性质和污染质影响因素,建立了生活源污染地基土稳定性评价模型。研究表明:(1)NaCl、CH3COOH、Na2CO3污染土液限、塑限、塑性指数与污染质浓度呈正相关关系,压缩系数与污染质浓度呈正相关关系,抗剪强度与污染质浓度呈负相关关系。CH3COOH污染液作用效果最为显著,Na2CO3作用效果次之,NaCl影响效果最弱;Ca-CO3、NH4Cl污染土的液限、塑性指数与污染质浓度呈负相关关系,塑限与污染质浓度呈正相关关系,压缩系数与污染质呈负相关关系,抗剪强度与污染质浓度呈正相关关系。Ca-CO3对土体物理力学性质影响比NH4Cl明显。(2)典型生活源污染土的孔隙比e、压缩指数Cc、压力p、生活源污染质浓度s的数学关系式:e(28)e0(10)(Cc0(10)Bs)lg p1 p0。(3)造成典型生活源污染土塑性、压缩性、抗剪强度变化的主要原因是污染离子的交换吸附作用导致土颗粒表面双电层厚度改变、腐蚀性酸液游离氧化及胶体的侵蚀、污染土矿物成分的变化。(4)CH3COOH较未污染土孔隙总面积、孔隙总周长、孔隙度、孔隙比等微观结构参数均有明显增加,CaCO3孔隙总面积、孔隙总周长、孔隙度、孔隙比等微观结构参数较未污染土下降,但下降幅度较小。CH3COOH对黏土结构的影响比CaCO3更显著。(5)揭示了生活源污染土性质演化规律。在生活垃圾降解早期阶段,生活源污染土物理力学性质的改变主要是CH3COOH的作用;在生活垃圾降解后期不再产生CH3COOH,起主要作用的是CO32-。(6)以模糊评价法为手段,建立了生活源污染地基土稳定性评价模型。
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