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基于扫描电镜和核磁共振技术的分散性土改良微观结构性变化研究
被引量：
8
1
作者
汪恩良
李宇昂
+4 位作者
任志凤
姜海强
刘承前
邹亦云
杜世林
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期1123-1132,共10页
分散性土是一种在低含盐量水中易分散解体的特殊性黏土,这一特性导致了许多水利与岩土工程的失稳与破坏,分散性黏土在中国东北地区分布广泛。为了改良分散性黏土抗冲蚀能力,探索分散性土孔隙结构演化特征,分析木质素改良分散性土作用机...
分散性土是一种在低含盐量水中易分散解体的特殊性黏土,这一特性导致了许多水利与岩土工程的失稳与破坏,分散性黏土在中国东北地区分布广泛。为了改良分散性黏土抗冲蚀能力,探索分散性土孔隙结构演化特征,分析木质素改良分散性土作用机理,以黑龙江省南部引嫩工程分散土为研究对象,通过分散性鉴别试验、扫描电镜(SEM)试验与核磁共振(NMR)试验对不同木质素掺量(0%~10%)的分散性、元素组成与微观结构进行测试与观察。试验结果表明:①木质素可有效改良分散土分散性,木质素掺量≥3%且养护龄期≥7 d即可有效加强土体抗冲蚀能力。②SEM图像分析与NMR试验具有较好的一致性,随着木质素掺量增加,土体中微小孔隙逐渐发育成大孔径孔隙,孔隙率呈先减小后增大的趋势,在冻融循环作用下,土体中大孔径孔隙呈增加趋势,对木质素掺量≤5%的改性土影响更为显著。③木质素中的Ca2+与土体中Na+发生离子交换反应,可吸附在土体表面并形成一层疏水层,提高土体的抗冲蚀能力,但木质素掺量过多,其自带的磺酸基相互吸附,导致土体黏度增加,难以压实,形成大孔缺陷。结果表明,适量的木质素可对分散土产生良好的改性效果,填充土体孔隙,提高土体的抗冲蚀能力,可为分散土孔隙结构与实际工程性能提供理论参考。
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关键词
分散性土
微观结构
核磁共振
木质素
改性机制
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职称材料
不同改良方法下膨胀土性能变化试验研究
被引量：
2
2
作者
汪恩良
杜世林
+3 位作者
姜海强
邹亦云
刘兴超
周腾飞
《东北农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期72-87,共16页
膨胀土易引发渠道边坡坍塌和滑坡灾害,渠道边坡的大面积损坏会降低渠道输水能力,影响周边生活用水和农业灌溉。为减少膨胀土地基引起的渠道边坡问题,以北引干渠膨胀土为试验材料,采用十八胺、黄原胶、瓜尔胶、黄原胶与瓜尔胶的混合胶改...
膨胀土易引发渠道边坡坍塌和滑坡灾害,渠道边坡的大面积损坏会降低渠道输水能力,影响周边生活用水和农业灌溉。为减少膨胀土地基引起的渠道边坡问题,以北引干渠膨胀土为试验材料,采用十八胺、黄原胶、瓜尔胶、黄原胶与瓜尔胶的混合胶改良膨胀土,通过颗粒级配试验、直剪试验、核磁共振试验(NMR)和扫描电镜试验(SEM),从宏观和微观角度分析不同改良剂对膨胀土力学性质和孔隙孔径的影响。结果表明,改良剂均对膨胀土膨胀率有抑制作用,膨胀性抑制效果随掺量增加而增强,十八胺、黄原胶和瓜尔胶在掺量为1.0%时自由膨胀率分别下降44%、36%和34%,无荷载膨胀率分别下降88.1%、86.7%、64.4%;改良土在十八胺、黄原胶、瓜尔胶和混合胶掺量为0.2%、0.8%、0.8%和X5G5(总掺量为0.8%下,黄原胶与瓜尔胶掺量比值5:5)时抗剪强度达最大量,分别提高28.93%、32.05%、35.2%和38.33%;随着改良剂掺量增加,土体中微小孔隙逐渐发育成大孔径孔隙;改良剂与水结合生成晶状、网状和铰链状结构,提高土体整体稳定性。研究结合核磁共振法和扫描电镜法,可整体观察土体孔隙孔径变化,研究结果可为膨胀土地区的渠道工程安全运行提供数据参考和理论依据。
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关键词
膨胀土改良
十八胺
黄原胶
瓜尔胶
核磁共振
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职称材料
题名
基于扫描电镜和核磁共振技术的分散性土改良微观结构性变化研究
被引量：
8
1
作者
汪恩良
李宇昂
任志凤
姜海强
刘承前
邹亦云
杜世林
机构
东北农业大学水利与土木工程学院
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期1123-1132,共10页
基金
国家自然科学基金项目(41771070)。
文摘
分散性土是一种在低含盐量水中易分散解体的特殊性黏土,这一特性导致了许多水利与岩土工程的失稳与破坏,分散性黏土在中国东北地区分布广泛。为了改良分散性黏土抗冲蚀能力,探索分散性土孔隙结构演化特征,分析木质素改良分散性土作用机理,以黑龙江省南部引嫩工程分散土为研究对象,通过分散性鉴别试验、扫描电镜(SEM)试验与核磁共振(NMR)试验对不同木质素掺量(0%~10%)的分散性、元素组成与微观结构进行测试与观察。试验结果表明:①木质素可有效改良分散土分散性,木质素掺量≥3%且养护龄期≥7 d即可有效加强土体抗冲蚀能力。②SEM图像分析与NMR试验具有较好的一致性,随着木质素掺量增加,土体中微小孔隙逐渐发育成大孔径孔隙,孔隙率呈先减小后增大的趋势,在冻融循环作用下,土体中大孔径孔隙呈增加趋势,对木质素掺量≤5%的改性土影响更为显著。③木质素中的Ca2+与土体中Na+发生离子交换反应,可吸附在土体表面并形成一层疏水层,提高土体的抗冲蚀能力,但木质素掺量过多,其自带的磺酸基相互吸附,导致土体黏度增加,难以压实,形成大孔缺陷。结果表明,适量的木质素可对分散土产生良好的改性效果,填充土体孔隙,提高土体的抗冲蚀能力,可为分散土孔隙结构与实际工程性能提供理论参考。
关键词
分散性土
微观结构
核磁共振
木质素
改性机制
Keywords
dispersive soil
microstructure
nuclear magnetic resonance
lignin
modification mechanism
分类号
TU43 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
不同改良方法下膨胀土性能变化试验研究
被引量：
2
2
作者
汪恩良
杜世林
姜海强
邹亦云
刘兴超
周腾飞
机构
东北农业大学水利与土木工程学院
出处
《东北农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期72-87,共16页
基金
水利部水利技术开发项目计划(SKS-2022017)
黑龙江省自然科学基金项目(LH2023D001)
黑龙江省博士后基金项目(LBH-Z22073)。
文摘
膨胀土易引发渠道边坡坍塌和滑坡灾害,渠道边坡的大面积损坏会降低渠道输水能力,影响周边生活用水和农业灌溉。为减少膨胀土地基引起的渠道边坡问题,以北引干渠膨胀土为试验材料,采用十八胺、黄原胶、瓜尔胶、黄原胶与瓜尔胶的混合胶改良膨胀土,通过颗粒级配试验、直剪试验、核磁共振试验(NMR)和扫描电镜试验(SEM),从宏观和微观角度分析不同改良剂对膨胀土力学性质和孔隙孔径的影响。结果表明,改良剂均对膨胀土膨胀率有抑制作用,膨胀性抑制效果随掺量增加而增强,十八胺、黄原胶和瓜尔胶在掺量为1.0%时自由膨胀率分别下降44%、36%和34%,无荷载膨胀率分别下降88.1%、86.7%、64.4%;改良土在十八胺、黄原胶、瓜尔胶和混合胶掺量为0.2%、0.8%、0.8%和X5G5(总掺量为0.8%下,黄原胶与瓜尔胶掺量比值5:5)时抗剪强度达最大量,分别提高28.93%、32.05%、35.2%和38.33%;随着改良剂掺量增加,土体中微小孔隙逐渐发育成大孔径孔隙;改良剂与水结合生成晶状、网状和铰链状结构,提高土体整体稳定性。研究结合核磁共振法和扫描电镜法,可整体观察土体孔隙孔径变化,研究结果可为膨胀土地区的渠道工程安全运行提供数据参考和理论依据。
关键词
膨胀土改良
十八胺
黄原胶
瓜尔胶
核磁共振
Keywords
improvement of expansive soil
octadecylamine
xanthan gum
guar gum
nuclear magnetic resonance
分类号
TU44 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于扫描电镜和核磁共振技术的分散性土改良微观结构性变化研究
汪恩良
李宇昂
任志凤
姜海强
刘承前
邹亦云
杜世林
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
8
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职称材料
2
不同改良方法下膨胀土性能变化试验研究
汪恩良
杜世林
姜海强
邹亦云
刘兴超
周腾飞
《东北农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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