海洋疏浚泥固化处理土基本力学性质研究
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试验 中 通 过 调 整 水 泥 的 掺 加 量,在 不 同 的 养 护 龄期下,研究无侧限 抗 压 强 度 和 破 坏 应 变 的 变 化 规 律 .养 护 龄 期 取7、14、21 和28d.对 每 个 水 泥 掺 加 量 和 龄 期 ,制 作 3 个 试 样 进 行 平 行 试 验 ,取 其 平 均 值 作 为最后的强度和变形.
aC/kg
25 40 50 75 100 125 150 175 200
7d
13.4 58.9 101.4 133.9 265.3 307.4 335.2 365.6 431.7
qu/kPa
14d
21d
17.3 65.0 130.2 180.4 320.2 402.1 450.5 550.4 650.1
作 者 简 介 :朱 伟 (1962- ),男 ,甘 肃 平 凉 人 ,教 授 ,从 事 岩 土 工 程 及 环 境 工 程 方 面 的 教 学 和 科 研 工 作 .E-mail:weizhu@.
1562
浙 江 大 学 学 报(工学版)
第 39 卷
济发达的原因,国外 的 淤 泥 固 化 技 术 对 水 泥 掺 加 量 和 目 标 强 度 值 都 设 置 的 很 高 ,因 此 工 程 造 价 较 高 .从 我 国 国 情 出 发 ,想 要 发 展 淤 泥 的 再 生 资 源 利 用 技 术 , 必须探讨低价格的 淤 泥 固 化 技 术,这 就 需 要 更 加 注 重于在固化材料低掺加量条件下固化土的力学性质 的 研 究 ,在 满 足 工 程 应 用 的 最 低 目 标 强 度 条 件 下 ,考 虑到最低造价情况,明 确 在 低 水 泥 掺 加 量 时 固 化 土 的强度发生规律以 及 变 形 规 律,这 对 于 淤 泥 固 化 再 生资源利用技术在 我 国 的 推 广 有 着 重 要 的 意 义.为 此 ,本 研 究 从 应 用 性 出 发 ,研 究 低 水 泥 掺 加 量 条 件 下 淤泥固化土在单轴作用下的基本强度和变形规律, 并对其影响因素进 行 了 系 统 的 研 究 和 分 析,为 淤 泥 固化技术的推广应用提供一定的经验积累.
第 39 卷 第 10 期 2005 年 10 月
浙 江 大 学 学 报(工学版)
JournalofZhejiang University(EngineeringScience)
Vol.39 No.10 Oct.2005
海洋疏浚泥固化处理土基本力学性质研究
朱 伟1,2,张春雷1,2,高玉峰2,范昭平2
龄期的各种试验 ,得到了固化土的无侧限抗压强度与 水 泥 掺 加 量 之 间 的 线 性 关 系 ,明 确 了 固 化 土 破 坏 应 变 随 水 泥
掺加量呈乘幂减小的规律 ,并对固化系数和最小水泥 掺 加 量 等 参 数 的 物 理 意 义 进 行 了 分 析 ,给 出 了 简 单 的 推 求 公
1.9 1.5 1.4 1.0 0.8 0.6 0.5 0.4 0.4
1.8 1.4 1.2 0.9 0.6 0.5 0.3 0.3 0.3
注:aC 以每 m3 淤泥中的掺加量计 .
28d
1.8 1.4 1.2 0.6 0.3 0.4 0.2 0.3 0.3
2 试验结果及分析
固化土的无侧限 抗 压 强 度qu 和 破 坏 应 变εf 试 验结 果 汇 总 在 表 2,下 面 对 表 中 的 试 验 数 据 进 行 分
析总结.
2.1 淤泥固化土的强度规律
2.1.1 水泥掺 加量与 强度 的关系 对 表 2 中 水 泥
掺 加 量 与 强 度 的 关 系 进 行 分 析 ,可 以 得 到 二 者 的 关 系
(1.河海大学 环境科学与工程学院,江苏 南京 210098;2.河海大学 岩土工程研究所,江苏 南京 210098 )
摘 要:针对海洋疏浚泥传统抛填中产生的环境污染 问 题,提 出 将 疏 浚 泥 进 行 固 化 处 理 后 转 化 为 土 材 料 进 行 使 用
的方法 ,并对疏浚泥固化后作为土材料的基本力学性 质 进 行 了 试 验.通 过 对 大 亚 湾 海 洋 疏 浚 泥 不 同 水 泥 掺 加 量 和
19.0 75.4 140.1 200.0 420.2 520.3 580.1 740.5 810.2
28d
22.5 85.5 166.8 236.4 519.3 593.7 696.4 841.8 905.5
7d
2.0 1.6 1.5 0.8 0.8 0.8 0.7 0.6 0.6
εf/%
14d
21d
表1 试验淤泥物理性质指标
Tab.1 Physicalpropertiesofdredgedsedimentsample
γ/
ω/% (kN·m-2) Gs
e
120 13.82 2.74 3.28
wL/ %
73.4
wP①/ 有 机 质②/
%
%
29.3 1.39
注:ω 为含水率;γ 为 容 重;Gs 为 比 重;e 为 空 隙m;②灼烧法 (800 ℃)
(1.Collegeof EnvironmentalScienceand Technology,HehaiUniversity,Nanjing210098,China; 2.InstituteofGeotechnicalEngineering,HehaiUniversity,Nanjing210098,China)
Abstract:Inorderto minimizetheenvironmentalpollutioncreatedbythetraditionaldisposalmethodsof dredged marinesediments,a method wasproposedtosolidifythedredgedsedimentsforbeneficialuse. Thebasicmechanicalbehaviorofthesolidifieddredgedsedimentswasstudied.Atestingprogram wasconductedonadredgedmarinesedimenttakenfrom Dayawan,whichconsistedoftestsonspecimensprepared atdifferentcementcontentsandcuringtimes.Thetestresultsshow thattheunconfinedcompressive strengthincreaseslinearlywiththecementcontentandthefailurestrainreduceswiththecementcontent byfollowingapowerfunction.Thephysicalmeaningsofparameters,suchassolidificationcoefficientand minimumcementcontentwerealsodiscussed.Theresultsshowedthatthesolidifieddredgedsedimentcan beusedasafillmaterial.Aneconomizedsolidificationmethoddevelopedfromthistheorycanprovidebasis forfutureengineeringapplication. Keywords:dredgedsediment,;solidified dredgedsediment,;mechanicalproperty;;solidification coefficient,;minimumcementcontent
收 稿 日 期 :2004-08-20.
浙 江 大 学 学 报 (工 学 版 )网 址 :/eng
基 金 项 目 :国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (50379011);国 家 “863”高 技 术 研 究 发 展 计 划 资 助 项 目 (2003AA601100).
疏浚泥是一种 港 口 维 护、海 岸 工 程 中 大 量 产 生 的 高 含 水 率 废 物 ,通 常 对 其 作 抛 弃 处 理 ,抛 泥 处 理 由 于易对海洋环境造 成 很 大 的 破 坏 作 用,已 经 越 来 越 多的受到各方面的 限 制.固 化 方 法 是 一 种 有 效 的 疏 浚 泥 资 源 化 处 理 方 法[1],将 疏 浚 淤 泥 通 过 固 化 处 理 转化为土工材料,不 仅 可 以 解 决 淤 泥 废 弃 对 环 境 的
1.2 试验方法 固 化 土 与 水 泥 土 都 是 改 性 土,二 者 的 基 本 固 化
原理相同.由于改性 土 在 力 学 性 质 上 一 般 存 在 小 变 形条件下发生剪切 破 坏 的 特 征,在 工 程 应 用 中 固 化 土体的破坏问题是 制 约 因 子.因 此 国 内 外 在 这 类 土 材料的研究中大多 采 用 无 侧 限 抗 压 试 验,以 无 侧 限 抗压强度指标来判断固化的效果.
危 害 问 题 ,还 可 以 将 淤 泥 固 化 处 理 产 生 的 土 (淤 泥 固 化 土 )用 于 道 路 、堤 防 、填 海 工 程 的 填 土 材 料 ,又 可 产 生新的土工再生资 源,对 于 社 会 的 可 持 续 发 展 具 有 重要意义.
疏浚泥固化技术已在国外开展了一些研究和使 用[2,3],目前在国内的 研 究 正 处 于 起 步 阶 段.由 于 经
中 图 分 类 号 :TU447
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :1008-973X(2005)10-1561-05
Fundamentalmechanicalpropertiesofsolidifieddredgedmarinesediment
ZHU Wei1,2,ZHANG Chun-lei1,2,GAO Yu-feng2,FANZhao-ping2
aC/kg
25 40 50 75 100 125 150 175 200
7d
13.4 58.9 101.4 133.9 265.3 307.4 335.2 365.6 431.7
qu/kPa
14d
21d
17.3 65.0 130.2 180.4 320.2 402.1 450.5 550.4 650.1
作 者 简 介 :朱 伟 (1962- ),男 ,甘 肃 平 凉 人 ,教 授 ,从 事 岩 土 工 程 及 环 境 工 程 方 面 的 教 学 和 科 研 工 作 .E-mail:weizhu@.
1562
浙 江 大 学 学 报(工学版)
第 39 卷
济发达的原因,国外 的 淤 泥 固 化 技 术 对 水 泥 掺 加 量 和 目 标 强 度 值 都 设 置 的 很 高 ,因 此 工 程 造 价 较 高 .从 我 国 国 情 出 发 ,想 要 发 展 淤 泥 的 再 生 资 源 利 用 技 术 , 必须探讨低价格的 淤 泥 固 化 技 术,这 就 需 要 更 加 注 重于在固化材料低掺加量条件下固化土的力学性质 的 研 究 ,在 满 足 工 程 应 用 的 最 低 目 标 强 度 条 件 下 ,考 虑到最低造价情况,明 确 在 低 水 泥 掺 加 量 时 固 化 土 的强度发生规律以 及 变 形 规 律,这 对 于 淤 泥 固 化 再 生资源利用技术在 我 国 的 推 广 有 着 重 要 的 意 义.为 此 ,本 研 究 从 应 用 性 出 发 ,研 究 低 水 泥 掺 加 量 条 件 下 淤泥固化土在单轴作用下的基本强度和变形规律, 并对其影响因素进 行 了 系 统 的 研 究 和 分 析,为 淤 泥 固化技术的推广应用提供一定的经验积累.
第 39 卷 第 10 期 2005 年 10 月
浙 江 大 学 学 报(工学版)
JournalofZhejiang University(EngineeringScience)
Vol.39 No.10 Oct.2005
海洋疏浚泥固化处理土基本力学性质研究
朱 伟1,2,张春雷1,2,高玉峰2,范昭平2
龄期的各种试验 ,得到了固化土的无侧限抗压强度与 水 泥 掺 加 量 之 间 的 线 性 关 系 ,明 确 了 固 化 土 破 坏 应 变 随 水 泥
掺加量呈乘幂减小的规律 ,并对固化系数和最小水泥 掺 加 量 等 参 数 的 物 理 意 义 进 行 了 分 析 ,给 出 了 简 单 的 推 求 公
1.9 1.5 1.4 1.0 0.8 0.6 0.5 0.4 0.4
1.8 1.4 1.2 0.9 0.6 0.5 0.3 0.3 0.3
注:aC 以每 m3 淤泥中的掺加量计 .
28d
1.8 1.4 1.2 0.6 0.3 0.4 0.2 0.3 0.3
2 试验结果及分析
固化土的无侧限 抗 压 强 度qu 和 破 坏 应 变εf 试 验结 果 汇 总 在 表 2,下 面 对 表 中 的 试 验 数 据 进 行 分
析总结.
2.1 淤泥固化土的强度规律
2.1.1 水泥掺 加量与 强度 的关系 对 表 2 中 水 泥
掺 加 量 与 强 度 的 关 系 进 行 分 析 ,可 以 得 到 二 者 的 关 系
(1.河海大学 环境科学与工程学院,江苏 南京 210098;2.河海大学 岩土工程研究所,江苏 南京 210098 )
摘 要:针对海洋疏浚泥传统抛填中产生的环境污染 问 题,提 出 将 疏 浚 泥 进 行 固 化 处 理 后 转 化 为 土 材 料 进 行 使 用
的方法 ,并对疏浚泥固化后作为土材料的基本力学性 质 进 行 了 试 验.通 过 对 大 亚 湾 海 洋 疏 浚 泥 不 同 水 泥 掺 加 量 和
19.0 75.4 140.1 200.0 420.2 520.3 580.1 740.5 810.2
28d
22.5 85.5 166.8 236.4 519.3 593.7 696.4 841.8 905.5
7d
2.0 1.6 1.5 0.8 0.8 0.8 0.7 0.6 0.6
εf/%
14d
21d
表1 试验淤泥物理性质指标
Tab.1 Physicalpropertiesofdredgedsedimentsample
γ/
ω/% (kN·m-2) Gs
e
120 13.82 2.74 3.28
wL/ %
73.4
wP①/ 有 机 质②/
%
%
29.3 1.39
注:ω 为含水率;γ 为 容 重;Gs 为 比 重;e 为 空 隙m;②灼烧法 (800 ℃)
(1.Collegeof EnvironmentalScienceand Technology,HehaiUniversity,Nanjing210098,China; 2.InstituteofGeotechnicalEngineering,HehaiUniversity,Nanjing210098,China)
Abstract:Inorderto minimizetheenvironmentalpollutioncreatedbythetraditionaldisposalmethodsof dredged marinesediments,a method wasproposedtosolidifythedredgedsedimentsforbeneficialuse. Thebasicmechanicalbehaviorofthesolidifieddredgedsedimentswasstudied.Atestingprogram wasconductedonadredgedmarinesedimenttakenfrom Dayawan,whichconsistedoftestsonspecimensprepared atdifferentcementcontentsandcuringtimes.Thetestresultsshow thattheunconfinedcompressive strengthincreaseslinearlywiththecementcontentandthefailurestrainreduceswiththecementcontent byfollowingapowerfunction.Thephysicalmeaningsofparameters,suchassolidificationcoefficientand minimumcementcontentwerealsodiscussed.Theresultsshowedthatthesolidifieddredgedsedimentcan beusedasafillmaterial.Aneconomizedsolidificationmethoddevelopedfromthistheorycanprovidebasis forfutureengineeringapplication. Keywords:dredgedsediment,;solidified dredgedsediment,;mechanicalproperty;;solidification coefficient,;minimumcementcontent
收 稿 日 期 :2004-08-20.
浙 江 大 学 学 报 (工 学 版 )网 址 :/eng
基 金 项 目 :国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (50379011);国 家 “863”高 技 术 研 究 发 展 计 划 资 助 项 目 (2003AA601100).
疏浚泥是一种 港 口 维 护、海 岸 工 程 中 大 量 产 生 的 高 含 水 率 废 物 ,通 常 对 其 作 抛 弃 处 理 ,抛 泥 处 理 由 于易对海洋环境造 成 很 大 的 破 坏 作 用,已 经 越 来 越 多的受到各方面的 限 制.固 化 方 法 是 一 种 有 效 的 疏 浚 泥 资 源 化 处 理 方 法[1],将 疏 浚 淤 泥 通 过 固 化 处 理 转化为土工材料,不 仅 可 以 解 决 淤 泥 废 弃 对 环 境 的
1.2 试验方法 固 化 土 与 水 泥 土 都 是 改 性 土,二 者 的 基 本 固 化
原理相同.由于改性 土 在 力 学 性 质 上 一 般 存 在 小 变 形条件下发生剪切 破 坏 的 特 征,在 工 程 应 用 中 固 化 土体的破坏问题是 制 约 因 子.因 此 国 内 外 在 这 类 土 材料的研究中大多 采 用 无 侧 限 抗 压 试 验,以 无 侧 限 抗压强度指标来判断固化的效果.
危 害 问 题 ,还 可 以 将 淤 泥 固 化 处 理 产 生 的 土 (淤 泥 固 化 土 )用 于 道 路 、堤 防 、填 海 工 程 的 填 土 材 料 ,又 可 产 生新的土工再生资 源,对 于 社 会 的 可 持 续 发 展 具 有 重要意义.
疏浚泥固化技术已在国外开展了一些研究和使 用[2,3],目前在国内的 研 究 正 处 于 起 步 阶 段.由 于 经
中 图 分 类 号 :TU447
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :1008-973X(2005)10-1561-05
Fundamentalmechanicalpropertiesofsolidifieddredgedmarinesediment
ZHU Wei1,2,ZHANG Chun-lei1,2,GAO Yu-feng2,FANZhao-ping2
