考虑温度变化下三层复合衬垫中重金属污染物一维运移理论模型 被引量：2

1

作者 江文豪 冯晨 李江山 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期417-432,共16页

针对考虑温度变化下由土工膜(geomembrane,简称GM)+土工复合膨润土衬垫(geosynthetic clay liner,简称GCL)+压实黏土衬垫(compacted clay liner,简称CCL)组成的3层复合衬垫中重金属污染物一维运移问题,基于相关假定发展得到了热传导与... 针对考虑温度变化下由土工膜(geomembrane,简称GM)+土工复合膨润土衬垫(geosynthetic clay liner,简称GCL)+压实黏土衬垫(compacted clay liner,简称CCL)组成的3层复合衬垫中重金属污染物一维运移问题,基于相关假定发展得到了热传导与重金属污染物运移的控制方程,并建立了相应理论模型。通过有限差分,对所建理论模型进行了数值求解。随后,开展了与试验结果、解析解计算结果以及其他数值解计算结果的对比分析,验证了该模型的合理性。最后,以Cd^(2+)为例,分析和讨论了不同因素对运移规律的影响。结果表明,上部温度升高会使复合衬垫中Cd^(2+)的运移通量和底部浓度增大,但会使其上部浓度降低。热扩散效应对运移行为的影响会随Soret系数ST的增大而变显著,当ST为0.001、0.005、0.01、0.05、0.1 K^(-1)时,所定义的击穿时间tb依次为37.9、37.2、36.4、31.2、26.5 a。GCL和CCL最大吸附量的增大均会使t_(b)近似线性增加,且在一定渗沥液水头h_(b)下,t_(b)随GCL和CCL厚度的增大呈线性增大趋势。此外,当h_(b)从0.5m增大到1.0m时,t_(b)平均降低了8.33 a。在工程实践中,可结合GCL和CCL的吸附性能和厚度来设计复合衬垫,同时应考虑温度变化对阻隔效果的影响。 展开更多

关键词 温度变化 热传导 重金属污染物运移 3层复合衬垫 理论模型 击穿时间

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缓冲层-复合隔离墙-含水层系统中有机污染物二维运移规律研究

2

作者 江文豪 冯晨 +1 位作者 黄啸 李江山 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期731-741,共11页

复合隔离墙常用于污染场地的防污防渗工程。针对由土工膜和土-膨润土组成的复合隔离墙,考虑了污染源区有机污染物浓度沿深度不均匀分布及缓冲层的存在,建立了缓冲层-复合隔离墙-含水层系统中有机污染物二维运移理论模型。利用有限差分... 复合隔离墙常用于污染场地的防污防渗工程。针对由土工膜和土-膨润土组成的复合隔离墙,考虑了污染源区有机污染物浓度沿深度不均匀分布及缓冲层的存在,建立了缓冲层-复合隔离墙-含水层系统中有机污染物二维运移理论模型。利用有限差分法对该模型进行了求解。通过对比试验测定结果、已有解析模型和COMSOL软件的计算结果,验证了所建理论模型合理性。在此基础上,研究了复合隔离墙中有机污染物的运移特性。结果显示,相比于一维运移理论模型,二维运移理论模型下复合隔离墙中有机污染物的浓度较低,这是由于有机污染物会通过竖向扩散减慢水平向运移速度。缓冲层存在有助于减缓复合隔离墙中有机污染物运移速率,且缓冲层厚度越大,所定义击穿时间t_(b)越长,墙体外侧总运移通量越小。当土工膜渗透系数从0.5×10^(-12)m/s增大到5.0×10^(-12)m/s时,对应的t_(b)将从172.8 a降低至28.2 a。鉴于隔离墙厚度及其线性吸附系数增大均可显著增强复合隔离墙的防渗效果,可结合隔离墙的吸附性能选定墙体厚度。 展开更多

关键词 有机污染物 复合隔离墙 二维运移 理论模型 缓冲层 击穿时间

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养护龄期和铅含量对磷酸镁水泥固化/稳定化铅污染土的固稳性能影响规律及微观机制 被引量：24

3

作者 张亭亭 王平 +3 位作者 李江山 万勇 薛强 王士权 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期2115-2123,共9页

采用磷酸镁水泥(MPC)对铅污染土进行固化/稳定化处理。基于无侧限抗压强度试验、渗透试验和浸出试验,研究了养护龄期和铅含量对污染土固稳性能的影响规律。试验结果表明:固化土的强度随养护龄期增加而增大,渗透系数和浸出浓度减小,7 d... 采用磷酸镁水泥(MPC)对铅污染土进行固化/稳定化处理。基于无侧限抗压强度试验、渗透试验和浸出试验,研究了养护龄期和铅含量对污染土固稳性能的影响规律。试验结果表明:固化土的强度随养护龄期增加而增大,渗透系数和浸出浓度减小,7 d龄期的固化土强度和浸出浓度分别为0.36 MPa、1.75 mg/L,均满足环境安全标准;铅含量对固化土的强度及渗透特性的影响均存在临界值,为500 mg/kg。铅含量低于临界值时,固化土的强度随着铅含量的增加而增加,渗透系数随着铅含量的增加而减小。浸出浓度随铅含量的增加而增加,但浸出浓度均低于浸出安全标准。压汞试验结果表明,随养护龄期的增大,固化土孔隙体积减小,铅含量不超过临界值时,固化土孔隙体积随着铅含量的增大而减小。扫描电镜试验结果表明:随着养护龄期的增加,土颗粒团聚化越明显,胶结程度加强;铅含量不超过临界值时,土颗粒团聚体增多。镁钾磷酸盐晶体(MKP)主要通过减少孔径大于0.1?m的孔隙体积来影响固化土的渗透特性。 展开更多

关键词 固化/稳定化 铅污染土 无侧限抗压强度 渗透系数 浸出浓度 微观结构

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粒径和pH值对铬污染土稳定性能的影响规律及机制分析 被引量：11

4

作者 张亭亭 何星星 +2 位作者 王平 薛强 李江山 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S2期82-88,共7页

采用硫酸亚铁(Fe SO_4)对铬污染土进行稳定化处理。基于浸出试验、碱性消解和改进BCR形态提取试验,研究了p H和粒径对铬污染土稳定性能的影响规律。试验结果表明,粒径和p H对铬污染土稳定性能有较大影响,随着粒径的降低,Cr(Ⅵ)、总Cr的... 采用硫酸亚铁(Fe SO_4)对铬污染土进行稳定化处理。基于浸出试验、碱性消解和改进BCR形态提取试验,研究了p H和粒径对铬污染土稳定性能的影响规律。试验结果表明,粒径和p H对铬污染土稳定性能有较大影响,随着粒径的降低,Cr(Ⅵ)、总Cr的浸出浓度和Cr(Ⅵ)含量均降低,粒径的降低可促使铬从弱酸态(F1态,活性态)向可还原态(F2态,较稳定态)转化。Cr(Ⅵ)浸出浓度和Cr(Ⅵ)含量均随着p H降低而降低,而总Cr的浸出浓度呈相反的变化规律。p H对铬形态分布存在临界值,当p H高于临界值时,随着p H的降低,稳定土中F1、F3态铬含量显著降低,F2态铬含量明显增加;当p H低于临界值时,p H的降低稳定土中F1态铬含量明显增加,F2、F3态铬含量显著降低。铬赋存形态的变化是铬污染稳定性能变化的本质原因。 展开更多

关键词 铬污染土 稳定化 浸出特性 形态演化

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FeSO4稳定铬污染土的铬赋存形态及浸出特性研究 被引量：7

5

作者 张亭亭 李江山 +3 位作者 薛强 王平 熊欢 梁仕华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期4652-4658,共7页

采用硫酸亚铁(FeSO4)对Cr(Ⅵ)污染土进行稳定化处理。研究了Fe(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)摩尔比和养护龄期对污染土稳定过程中的铬赋存形态及浸出特性的影响规律。结果表明:随着Fe(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)摩尔比和养护龄期的增加,Cr(Ⅵ)和总Cr的浸出浓度降低,稳定... 采用硫酸亚铁(FeSO4)对Cr(Ⅵ)污染土进行稳定化处理。研究了Fe(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)摩尔比和养护龄期对污染土稳定过程中的铬赋存形态及浸出特性的影响规律。结果表明:随着Fe(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)摩尔比和养护龄期的增加,Cr(Ⅵ)和总Cr的浸出浓度降低,稳定土中Cr(Ⅵ)的含量降低,当摩尔比为3时,Cr(Ⅵ)和总Cr的浸出浓度均低于我国《危险废弃物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB/T50853―2007)的限值;当摩尔比为10时,稳定土中Cr(Ⅵ)的含量低于我国《土壤环境质量标准》(GB15618―2008)中工业和商业用地的限值(30 mg/kg);当摩尔比为20时,低于居住用地限值(5 mg/kg)。形态提取试验结果表明:FeSO4改变稳定土中铬的赋存形态,可促使铬从弱酸态向可还原态和可氧化态转化,而对残渣态的铬影响不大。Cr(Ⅵ)的浸出浓度与稳定土中的Cr(Ⅵ)含量均存在指数函数关系,且浸出试验不能全面、客观地评价铬污染土稳定效果。 展开更多

关键词 铬污染土 稳定化 浸出特性 硫酸亚铁 形态演化

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FeSO4对铬污染土的稳定特性及风险评价试验研究 被引量：5

6

作者 张亭亭 李江山 +1 位作者 王平 薛强 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期3928-3936,共9页

采用硫酸亚铁(FeSO4)对铬污染土进行稳定化处理。选用浸出试验、Cr(Ⅵ)残留值试验和形态提取试验,研究了粒径和有机质对铬污染土稳定特性的影响规律。试验结果表明,粒径和有机质对铬污染土稳定特性有较大影响。粒径的减小可显著降低稳... 采用硫酸亚铁(FeSO4)对铬污染土进行稳定化处理。选用浸出试验、Cr(Ⅵ)残留值试验和形态提取试验,研究了粒径和有机质对铬污染土稳定特性的影响规律。试验结果表明,粒径和有机质对铬污染土稳定特性有较大影响。粒径的减小可显著降低稳定土中Cr(Ⅵ)和总Cr的浸出浓度及稳定土中Cr(Ⅵ)的含量;当污染土粒径小于2 mm时,Fe(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)摩尔比为3,稳定土中Cr(Ⅵ)和总Cr的浸出浓度分别为4.68、8.9mg/L,均低于我国《危险废弃物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB/T5085.3-2007)的限值。有机质添加量的增加可明显降低稳定土中Cr(Ⅵ)和总Cr的浸出浓度及Cr(Ⅵ)的含量。当Fe(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)摩尔比为3时,有机质的添加量为5%,稳定土中Cr(Ⅵ)的含量为28.3 mg/kg,低于我国《土壤环境质量标准》(GB15618-2008)中工业和商业用地限值(30 mg/kg);当有机质的添加量为10%时,稳定土中Cr(Ⅵ)的含量为4.8 mg/kg,低于居住用地限值(5 mg/kg)。形态提取试验结果表明:粒径的减小可降低弱酸提取态的铬含量,增加可还原态的铬含量,而对可氧化态和残渣态的铬含量影响不大;有机质可促使弱酸提取态、可还原态的铬转化为可氧化态的铬,而残渣态的铬变化不大。稳定土中铬从活性态向较稳定态转化,是铬稳定土稳定特性和环境风险变化的根本原因。 展开更多

关键词 铬污染土 稳定化 浸出特性 形态演化 风险评估

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非等温分布条件下三层复合衬垫中有机污染物一维瞬态运移规律研究 被引量：1

7

作者 李江山 江文豪 冯晨 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2717-2731,共15页

针对非等温分布条件下由土工膜(geomembrane,简称GMB)+土工复合膨润土衬垫(geosynthetic clay liner,简称GCL)+压实黏土衬垫(compacted clay liner,简称CCL)组成的3层复合衬垫中有机污染物一维瞬态运移问题,考虑了对流、扩散、机械弥散... 针对非等温分布条件下由土工膜(geomembrane,简称GMB)+土工复合膨润土衬垫(geosynthetic clay liner,简称GCL)+压实黏土衬垫(compacted clay liner,简称CCL)组成的3层复合衬垫中有机污染物一维瞬态运移问题,考虑了对流、扩散、机械弥散、吸附、降解和热扩散等因素,建立了相应的数学模型。该模型可考虑扩散系数和渗透系数等参数随温度变化。利用有限差分法,获得了该模型的数值解。通过将所建模型计算结果分别与试验结果、已有解析模型计算结果和COMSOL软件计算结果进行对比,验证了所建模型的正确性。基于所定义的击穿时间tb,以甲苯作为代表性有机污染物分析和讨论了不同因素对运移行为的影响。结果表明:(1)非等温分布条件会使渗透系数、扩散系数和线性吸附系数等参数发生变化,其中渗透系数和扩散系数的变化会加快运移过程,尤其是扩散系数,而线性吸附系数的变化会减慢运移速率;(2)复合衬垫上部和底部温度差ΔT的增大会使击穿时间tb减小,底部运移通量Jb增大;当ΔT为0、10、20、30、40 K时,对应的tb依次为65.7,58.5,54.3,52.0,51.2 a;(3)当GMB扩散系数Dm,R在3.0×10^(-14)~3.0×10^(-13)m^(2)/s之间变化时,Dm,R对tb的影响较为显著;通过对比两种情况下的tb可发现,GCL存在对运移行为的影响较小。 展开更多

关键词 非等温分布条件 3层复合衬垫 有机污染物 瞬态运移 击穿时间

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砷、镉复合污染土击实特性及微观结构试验研究 被引量：7

8

作者 冯晨 李江山 +1 位作者 刘金都 薛强 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S02期171-182,共12页

重金属污染土不仅破坏环境健康,同时威胁岩土工程安全。通过控制变量法对砷(As)、镉(Cd)单一污染土和复合污染土的土壤化学、土体微观结构和击实特性对比分析,研究了不同重金属污染源、不同重金属浓度对污染土的击实特性影响规律及作用... 重金属污染土不仅破坏环境健康,同时威胁岩土工程安全。通过控制变量法对砷(As)、镉(Cd)单一污染土和复合污染土的土壤化学、土体微观结构和击实特性对比分析,研究了不同重金属污染源、不同重金属浓度对污染土的击实特性影响规律及作用机制。结果表明:单一污染土中,As使土壤扩散双电层变厚,土颗粒呈絮凝状,小孔隙增加,小颗粒含量先增后减,最优含水率升高5.90%,最大干密度降低1.02%;Cd的作用效应截然相反,Cd压缩土壤扩散双电层,土体呈堆积状,小孔隙减少,小颗粒含量减少,最优含水率降低8.03%,最大干密度增加1.00%。Cd对土体击实特性影响大于As。复合污染土中,As、Cd对土体最优含水率的影响呈协同作用,而对最大干密度无明显相互作用关系。污染土宏微观联系桥梁可以通过分形维数与最大干密度建立,二者拟合结果为二次函数关系。研究成果可为重金属污染土环境与工程灾害防控提供关键参数和理论支撑。 展开更多

关键词 镉砷复合污染土 击实特性 扩散双电层 协同作用 分形维数

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砷、镉复合重金属污染土土-水特性及微观机制研究 被引量：9

9

作者 刘金都 冯晨 +1 位作者 李江山 汪凯凯 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2841-2851,共11页

为探究重金属砷(As)污染土、镉(Cd)污染土及二者复合污染土的土-水特性及微观机制,利用离心机法研究了污染土土-水特征曲线变化规律,通过Zeta电位、核磁共振试验(NMR)以及扫描电子显微镜(SEM)等微观表征手段,得到了污染土微观特征变化... 为探究重金属砷(As)污染土、镉(Cd)污染土及二者复合污染土的土-水特性及微观机制,利用离心机法研究了污染土土-水特征曲线变化规律,通过Zeta电位、核磁共振试验(NMR)以及扫描电子显微镜(SEM)等微观表征手段,得到了污染土微观特征变化规律。试验结果表明:As污染土、Cd污染土以及复合污染土微观特征与宏观土-水特性存在关联联系,即土颗粒扩散双电层厚度越薄,土壤持水能力减弱、Zeta电位绝对值越低、大团聚体对应的大孔隙越多、基质吸力进气值越小,反之则相反。污染土种类、浓度影响土壤-重金属相互作用行为,导致污染土微观特征及土-水特性变化。As污染土浓度增大,主导作用由钠离子静电吸附作用逐渐转变为砷酸根专性吸附作用,扩散双电层厚度先减小后增大;Cd污染土浓度增大,主导作用由碳酸镉晶体沉淀作用转变为镉离子静电作用,二者均压缩双电层但前者压缩效果更显著;复合污染土中主导作用为镉离子静电作用及砷酸根离子专性吸附作用,二者对扩散双电层厚度影响相反。 展开更多

关键词 复合污染土 土-水特征曲线 微观特征 扩散双电层 土壤-重金属相互作用

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考虑力学-化学荷载下压实黏土垫层中一维非线性固结与污染物运移耦合模型 被引量：2

10

作者 江文豪 李江山 冯晨 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2289-2298,共10页

针对力学-化学荷载下压实黏土垫层中一维固结与污染物运移耦合过程,考虑了土体压缩性和渗透性的非线性变化,建立了相应的耦合模型,并利用有限差分法对该模型进行了求解。通过与有限元软件COMSOL Multiphysics计算结果和已有解析解计算... 针对力学-化学荷载下压实黏土垫层中一维固结与污染物运移耦合过程,考虑了土体压缩性和渗透性的非线性变化,建立了相应的耦合模型,并利用有限差分法对该模型进行了求解。通过与有限元软件COMSOL Multiphysics计算结果和已有解析解计算结果展开对比分析,对所建耦合模型正确性进行了验证。基于所建模型,比较研究了两种假定情况下力学荷载pu和渗滤液中污染物浓度Cb对耦合过程的影响。结果表明:当忽略非线性压缩和渗透特性时,力学荷载pu的增大会使污染物运移速率降低;但当考虑非线性压缩和渗透特性时,pu的增大会使污染物运移速率增大,这主要是由于污染物运移过程会受对流和扩散作用的综合影响。污染物浓度Cb的增大会使沉降量增大,超孔隙水压力值减小,也会使得污染物运移速率降低;相比于忽略非线性的情况,考虑非线性情况下Cb对沉降量、超孔隙水压力和污染物运移速率的影响会减弱。 展开更多

关键词 非线性固结 污染物运移 力学-化学荷载 压实黏土垫层 耦合模型

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考虑对流-扩散-吸附-降解时成层介质中有机污染物一维运移的解析模型 被引量：1

11

作者 江文豪 李江山 +1 位作者 黄啸 韩丽君 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期262-272,共11页

针对成层介质中有机污染物一维运移问题,建立了考虑对流-扩散-吸附-降解时成层介质中有机污染物的一维运移模型,并采用分离变量法获得了该模型解析解。通过将一维运移解析模型的计算结果分别与现有解析解的计算结果和数值方法的计算结... 针对成层介质中有机污染物一维运移问题,建立了考虑对流-扩散-吸附-降解时成层介质中有机污染物的一维运移模型,并采用分离变量法获得了该模型解析解。通过将一维运移解析模型的计算结果分别与现有解析解的计算结果和数值方法的计算结果进行对比分析,对所建模型正确性进行了验证。基于所建解析模型,以4层土体为例,对有机污染物一维运移过程展开了参数分析。结果表明,渗滤液水头hw引起的对流作用会加快运移过程,增大底部通量。与hw为0.0 m时相比,hw为2.0m下的底部通量可增大一个数量级以上;降解作用会降低质量浓度和底部通量。当运移过程达到稳态时,与降解半衰期t1/2趋近于无穷大时相比,t1/2为100a下的底部通量可降低约45%;Robin边界常数α的增大会使得底部范围内的质量浓度降低,同时也会使得底部通量增大,但不同α下的底部通量在同一数量级内变化。 展开更多

关键词 有机污染物 成层介质 对流-扩散-吸附-降解 一维运移 解析解

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考虑热扩散情况下有机污染物在复合衬垫中一维瞬态运移的解析模型

12

作者 江文豪 李江山 +1 位作者 黄啸 程鑫 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期146-157,188,共13页

考虑到污染场地内部产热会使得复合衬垫处于非等温分布状态,以土工膜(GMB)+压实黏土衬垫(CCL)组成的双层复合衬垫为例,建立有机污染物的一维瞬态运移模型,并通过分离变量法求解得到该模型的解析解。该解析模型可考虑分子扩散、对流、吸... 考虑到污染场地内部产热会使得复合衬垫处于非等温分布状态,以土工膜(GMB)+压实黏土衬垫(CCL)组成的双层复合衬垫为例,建立有机污染物的一维瞬态运移模型,并通过分离变量法求解得到该模型的解析解。该解析模型可考虑分子扩散、对流、吸附、降解和热扩散等因素对有机污染物运移过程的影响。通过将解析模型的计算结果分别与热扩散试验结果和已有解析解的计算结果进行对比分析,对所建解析模型的正确性进行验证。基于所建解析模型,以击穿时间为主要参数,通过某一算例分析Soret系数ST、渗滤液水头h_(w)、降解半衰期t_(1/2)和Robin边界常数α对有机污染物运移过程的影响。分析结果表明:Soret系数ST和渗滤液水头h_(w)的增大均会加快运移速率,缩短击穿时间,但当S_(T)不超过0.01K-1或h_(w)低于0.3m时,热扩散和对流作用对运移过程的影响较小;降解半衰期t_(1/2)的增大会缩短击穿时间,增大底部浓度和底部通量,当t_(1/2)不超过100年时,应考虑降解作用;Robin边界常数α的增大会降低底部浓度,延长击穿时间,但不同α下击穿时间的差异相对较小。 展开更多

关键词 有机污染物 热扩散 复合衬垫 一维瞬态运移 解析模型 击穿时间

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工业固废-水泥固化腐殖土的力学响应和微观机制 被引量：2

13

作者 金佳旭 秦志发 +3 位作者 刘磊 万勇 王静 左胜浩 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2410-2419,共10页

为了推动腐殖土在岩土工程领域的资源化利用,采用工业固废(包括生物质飞灰、电石渣和磷石膏)协同水泥对腐殖土进行固化处理。以中国广东省某陈旧型简易垃圾填埋场开采的腐殖土为研究对象,通过常规三轴试验、干湿和冻融循环试验、扫描电... 为了推动腐殖土在岩土工程领域的资源化利用,采用工业固废(包括生物质飞灰、电石渣和磷石膏)协同水泥对腐殖土进行固化处理。以中国广东省某陈旧型简易垃圾填埋场开采的腐殖土为研究对象,通过常规三轴试验、干湿和冻融循环试验、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)和压汞(MIP)测试探究了工业固废-水泥固化腐殖土的三维力学特性、耐久性能及微观机制。试验结果表明:随着P_(o-b)(即工业固废替代水泥的比率)的增加,试样偏应力与轴向应变的关系逐渐由应变软化向应变硬化过渡。三元工业固废的适当掺入(P_(o-b)为25%~50%)有利于减缓干湿循环作用下工业固废-水泥固化腐殖土试样的劣化速率,而纯水泥固化腐殖土试样表现出相对优异的极限偏应力和抗冻性。微观结构分析表明大量钙矾石晶体和C―(A)―S―H凝胶等产物增强了腐殖土颗粒之间的黏结,同时填充了微观孔隙。研究结果可为垃圾填埋场开采的腐殖土修复及再利用提供理论依据。 展开更多

关键词 腐殖土 固化/稳定化 生物质飞灰 三轴试验 微观机制

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生活垃圾腐殖土土工特性室内试验研究 被引量：1

14

作者 梁冰 杜月林 +3 位作者 张文伟 秦志发 刘磊 陈亿军 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期1-9,共9页

为探究垃圾填埋场内腐殖土的土工特性随填埋深度的变化规律,以陈旧型垃圾填埋场内不同填埋深度的腐殖土为研究对象,采用室内试验和理论分析相结合的方法研究腐殖土的理化性质和力学性质。研究结果表明:随着填埋深度的增加,陈腐垃圾中腐... 为探究垃圾填埋场内腐殖土的土工特性随填埋深度的变化规律,以陈旧型垃圾填埋场内不同填埋深度的腐殖土为研究对象,采用室内试验和理论分析相结合的方法研究腐殖土的理化性质和力学性质。研究结果表明:随着填埋深度的增加,陈腐垃圾中腐殖土的占比以及颗粒级配、有机质含量、比重和浸出液pH值等理化性质均发生变化,进而影响腐殖土的抗压强度、抗剪强度、饱和渗透性和压缩性等力学性质。研究结果为腐殖土的资源化利用提供了理论参考。 展开更多

关键词 腐殖土 生活垃圾填埋场 理化性质 力学性质 填埋深度

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堆存陈化中电解锰渣重金属形态及环境风险演化 被引量：5

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作者 聂霄悍 雷学文 +2 位作者 刘磊 张先伟 陈亿军 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期242-250,共9页

为了探究电解锰渣堆存陈化过程对其重金属赋存形态及环境风险演化的影响规律,采用XRF、XRD和SEM等微观试验对比分析了新鲜与陈化电解锰渣的易溶盐含量、化学成分、微观形貌和相变组成等微观特性差异.此外,基于批次浸出试验和改进BCR顺... 为了探究电解锰渣堆存陈化过程对其重金属赋存形态及环境风险演化的影响规律,采用XRF、XRD和SEM等微观试验对比分析了新鲜与陈化电解锰渣的易溶盐含量、化学成分、微观形貌和相变组成等微观特性差异.此外,基于批次浸出试验和改进BCR顺序提取法评估了新陈电解锰渣中重金属和氨氮的环境风险.结果表明,在堆存陈化过程中,电解锰渣的微观结构呈松散演化,易溶盐含量由12.25%降低至4.38%,酸溶态和可还原态重金属占比逐渐减少,重金属Mn由超高风险降低至中风险,但重金属总量仍高达3.28×10^(4)mg/kg,环境风险严峻,氨氮浸出量虽有所降低,但仍然超出15.00mg/L阈值的2.54~3.84倍,部分氨氮和重金属在堆存过程中释放到周围生态中,需采取必要措施对电解锰渣进行处理. 展开更多

关键词 电解锰渣 堆存陈化 重金属形态 浸出毒性 环境风险

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垃圾腐殖土固化回填可行性试验研究

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作者 李爽 李江山 +5 位作者 张平 刘磊 杜月林 朱磊 高腾飞 陈亿军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期84-94,共11页

垃圾填埋场腐殖土的资源化利用是影响垃圾填埋场开挖的可行性和经济性的关键要素,固化/稳定化处理垃圾填埋场腐殖土具有较好的工程应用前景。选取普通硅酸盐水泥(ordinary Portland cement,简称OPC)、硫铝酸盐水泥(sulphoaluminate ceme... 垃圾填埋场腐殖土的资源化利用是影响垃圾填埋场开挖的可行性和经济性的关键要素,固化/稳定化处理垃圾填埋场腐殖土具有较好的工程应用前景。选取普通硅酸盐水泥(ordinary Portland cement,简称OPC)、硫铝酸盐水泥(sulphoaluminate cement,简称SAC)以及自制的水泥-矿渣基固化剂(OPC-ground granulated blast furnace slag,简称OG)和氧化镁-矿渣基固化剂(Mg O-ground granulated blast furnace slag,简称MG),开展了腐殖土固化体的强度、渗透、浸出和耐久特性研究。结果表明:腐殖土在固化处理后抗压强度显著提升,在10%及15%固化剂掺量下,SAC固化腐殖土的抗压强度最高;在20%掺量下则OPC固化土及OG固化土的强度相对更优,而MG固化土强度发展均不理想。增加固化剂掺量能有效降低有机质对固化效果的影响,综合经济性考虑建议选择15%掺量。在15%掺量下,除OPC固化土无法满足重金属元素As浸出浓度限值要求外,SAC、OG、MG固化土的各项重金属浸出浓度均可满足《地下水质量标准》(GB/T 14848―93)中IV类水质标准要求。在耐久性方面,OG固化土抗干湿循环及冻融循环均表现最优,SAC固化土抗干湿循环性能较差,但抗冻性能表现优于OPC固化土。以上试验结果初步验证了垃圾腐殖土固化体作为回填使用的可行性,为其资源化利用提供了理论及参数支持。 展开更多

关键词 腐殖土 固化/稳定化 工程特性 环境特性 耐久性

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基于核磁共振技术的淤泥固化水分转化机制研究 被引量：19

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作者 王士权 魏明俐 +2 位作者 何星星 张亭亭 薛强 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1778-1786,共9页

为了揭示淤泥固化体的微细观水分分布与工程特性的内在联系,针对水泥固化湖泊淤泥,基于柔性壁渗透、无侧限抗压及核磁共振(NMR)试验,探明淤泥固化过程中的水分转化和孔隙结构演化机制,并与固化体的渗透系数k、无侧限抗压强度q_u和变形模... 为了揭示淤泥固化体的微细观水分分布与工程特性的内在联系,针对水泥固化湖泊淤泥,基于柔性壁渗透、无侧限抗压及核磁共振(NMR)试验,探明淤泥固化过程中的水分转化和孔隙结构演化机制,并与固化体的渗透系数k、无侧限抗压强度q_u和变形模量E_(50)建立关联。试验结果表明:7d龄期内水化反应速率快,淤泥固化体内的大量孔隙水转化成水化物中的化合水,最可几孔径减小,形成孔隙结构骨架主体,导致k值降低、q_u和E_(50)增大;7d后,只有当孔隙水扩散穿透水化物膜层,水化反应才继续缓慢进行,但q_u和E_(50)仍大幅增长;化合水量M_(hw)与lgk存在线性关系,而M_(hw)-q_u和M_(hw)-E_(50)均呈指数关系。基于微观水分参数与工程特性的量化关系模型,可充分揭示水泥固化淤泥的宏微观演化机制。 展开更多

关键词 核磁共振(NMR) 工程特性 水分转化 孔隙结构

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垃圾土现场渗透性测定与土水特性反演 被引量：8

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作者 梁冰 张柴 +1 位作者 刘磊 陈锋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1493-1500,1511,共9页

垃圾土非饱和水力特性是预测和评估填埋场内渗滤液迁移和分布的基础。以武汉市北洋桥垃圾填埋场好氧生态修复工程为背景,开展了现场单井抽注水试验,比较了不同理论方法对渗透系数计算结果的影响,并通过监测抽水试验的水位变化反演了垃... 垃圾土非饱和水力特性是预测和评估填埋场内渗滤液迁移和分布的基础。以武汉市北洋桥垃圾填埋场好氧生态修复工程为背景,开展了现场单井抽注水试验,比较了不同理论方法对渗透系数计算结果的影响,并通过监测抽水试验的水位变化反演了垃圾土土-水特征参数。结果表明:现场试验测试的陈旧型垃圾土饱和渗透系数均在10^(-6)~10^(-5) m/s量级,不同测试方法对饱和渗透系数测试结果影响不大;根据抽水试验结果推测抽水影响半径约为15 m,单井产流量为0.3 m^(3)/h;垃圾土的平均残余含水率为27%,较室内测试结果偏大;垃圾土的进气值在2 kPa、孔径分布指数为1.20,与室内测试结果相近。利用现场抽水试验不仅可以直接评估垃圾土的导水性能,还能借助数值反演法准确估计有效的垃圾土-水特性,为非饱和水力特性参数的获取提供了一种新方法。 展开更多

关键词 填埋场 垃圾土 渗透性 土-水特性 数值反演

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基于多尺度边缘特征的深度学习电阻率反演方法 被引量：3

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作者 刘征宇 庞永昊 +4 位作者 张凤凯 万勇 刘磊 蔡玉梅 刘嘉雯 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3299-3306,共8页

直流电阻率法是一种经济、高效的工程地球物理探测手段,对含水构造敏感。线性电阻率反演是实际探测中的主流方法,但其反演结果容易陷入局部最优,产生错误的地质解译。与之相比,无监督反演方法能够采用物理规律和数据挖掘双驱动训练网络... 直流电阻率法是一种经济、高效的工程地球物理探测手段,对含水构造敏感。线性电阻率反演是实际探测中的主流方法,但其反演结果容易陷入局部最优,产生错误的地质解译。与之相比,无监督反演方法能够采用物理规律和数据挖掘双驱动训练网络,摆脱对真实模型的依赖,具备在实际数据中全局搜索的可行性。在无监督反演方法的基础上,创新了基于多尺度边缘特征的深度学习边界刻画方法。针对反演成像边界模糊的问题,借鉴地震、电磁勘探中多尺度反演的经验,提出了一种电阻率多尺度反演方法,以多尺度反演目标函数作为损失函数修正网络梯度,有效提高了无监督学习反演的边界刻画能力。在上海市域铁路机场联络线1号风井工程开展现场试验,以5号基坑地连墙渗漏点探测为例,探明了15处低阻异常,指导基坑补强作业,验证了方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 直流电阻率反演 无监督深度学习 多尺度反演 工程验证

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液体回灌对生活垃圾好氧反应温度变化影响的模拟预测 被引量：2

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作者 梁仕华 何超 +2 位作者 张雄 刘磊 张建龙 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第12期5012-5017,共6页

好氧反应过程中的温度变化模拟预测,对于垃圾填埋场好氧通风系统的安全运行具有重要意义。在热释放守恒定律的基础上,建立考虑液体回灌条件下生活垃圾好氧反应过程中的热平衡方程;将氧气消耗速率引入热释放速率模型中,并提出两阶段氧气... 好氧反应过程中的温度变化模拟预测,对于垃圾填埋场好氧通风系统的安全运行具有重要意义。在热释放守恒定律的基础上,建立考虑液体回灌条件下生活垃圾好氧反应过程中的热平衡方程;将氧气消耗速率引入热释放速率模型中,并提出两阶段氧气消耗速率模型来描述好氧反应过程中的热释放效应;开展通风强度、回灌条件和等效热传导系数对好氧反应过程中垃圾堆体温度变化影响的模拟。结果表明:气体交换导致垃圾堆体的峰值温度至少下降3.6%,液体回灌使垃圾温度降低超过24.1%;液体回灌量从每周500 mL增加到每周1500 mL,垃圾峰值温度下降29.1%;回灌液体温度每相差10℃,对垃圾温度的影响最多可达4.0℃;随着等效热传导系数从0.3升到1.0,垃圾峰值温度逐渐降低,达到峰值强度的时间提前25.9%,后期温度下降幅度变小。研究结果为好氧通风系统运行过程中温度预测及安全调控提供了理论依据。 展开更多

关键词 垃圾 好氧 温度 回灌 模拟

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