黏土地层联络通道冻结壁厚度优化设计及应用研究*

为解决传统冻结壁设计方法不能真实、合理地反映黏土地层中联络通道冻结壁实际受力情况，进而导致冻结壁厚度设计过于保守的问题，结合黏土地层直墙拱形冻结壁实际受力特点，基于对冻结壁支护压力的合理计算，提出1种适用于黏土地层冻结壁厚度设计的优化方法。结果表明:与传统设计方法相比，该方法所确定冻结壁支护压力与实际施工环境中冻结壁受力状态吻合效果更好，并且能够提供合理的安全储备；经数值计算和现场应用验证，计算所得冻结壁设计方案可以满足施工环境中的承载力及变形稳定性要求；且相较传统设计方案，所得方案兼具安全性与经济性，可有效规避因设计过于保守和冻结周期过长引起的冻胀、融沉变形过大等工程灾害的风险；该方法高效、易行，可为传统冻结壁设计方法提供必要补充，亦可为类似工程的施工设计提供有益参考。     

生态减污袋去除模拟污水中氨氮及磷的效果试验

研究利用砂土与粘土混合制成的生态减污袋对于模拟污水中氨氮及磷的去除效果。研究发现砂土与粘土比例为1∶1的减污袋对于高浓度模拟污水中氨氮和磷的去除率分别达到73%和63%;而砂土与粘土比例为10∶1的减污袋对于低浓度模拟污水中磷的去除率最高达到49%。对于高浓度污水,采用砂土与粘土比例为1∶1的生态减污袋能取得最好的除磷去氮效果;而对于低浓度污水,采用砂土与粘土比例为10∶1的生态减污袋除磷去氮效果较好并且成本相对较低。     

苏州澄湖湖底硬粘土地球化学特征及其成因意义

位于太湖平原的苏州澄湖,湖底十分平坦,主要由硬粘土组成。在湖底获得18.00m长的柱样,0～6.00m为长江三角洲东部平原区的第一硬粘土层。通过AMS14C测年、元素含量测定及物源判别函数DF、n(Na)/n(K)与CIA指数计算和A-CN-K三角模型图等分析,探讨了该硬粘土的成因及堆积后的后期改造作用。研究结果表明,该硬粘土形成于大约29～10kaB.P,为晚更新世晚期的风成堆积物。湖底硬粘土自堆积后至澄湖形成,长期暴露于地表,经历了强烈的风化成土作用,为中等风化强度。且3.50m上下段化学风化过程明显不同,3.50m以下硬粘土段为早期去Na、Ca阶段;3.50m以上硬粘土段已经进入中期去K阶段,经历了比前期更加强烈的化学风化和成土作用。反映了对全球气候变化及区域气候条件的响应。与典型风成堆积物相比,化学风化强度从洛川黄土→洛川古土壤、西峰红粘土→镇江下蜀土→澄湖SC6硬粘土→宣城风成红土依次增强。     

风浪作用下太湖改性沉积物对藻体絮凝去除效果研究

以壳聚糖改性的太湖原位沉积物为分散介质,应用Y-型再悬浮发生装置,通过定量模拟太湖常见的中等级别风情,研究再悬浮作用下,改性沉积物对蓝藻水华的絮凝去除作用.结果表明,在黏土加入量为0.2　g·L^-1,壳聚糖分别为0.100和0.150　g·L^-1,其蓝藻的去除率分别为93.55%和99.19%;在静止30 min后,壳聚糖加入量为0.15 　g·L^-1时,水体的浊度去除率达到78.60%;静止8 h后,水体的浊度去除率达到93.88%.同时,短期内壳聚糖的加入对水体中PO^3-₄-P有一定的去除作用.初步结果表明,在中风风情下,壳聚糖的加入量为0.15　g·L^-1时,能更有效地去除蓝藻.表明利用壳聚糖改性沉积物来絮凝沉降太湖水华藻体,具有较好的应用前景.对比研究表明,引入水动力强度和水柱高度定量模拟方法,在确定壳聚糖投加量絮凝除藻中,具有明显的方法优势.     

有机改性粘土对赤潮藻絮凝沉降的动力学研究

采用分光光度计法和活体荧光计法,研究了吉米奇类表面活性剂双烷基聚氧乙烯基三季铵盐（DPQAC）改性粘土对2种赤潮生物赤潮异弯藻和锥状斯氏藻的絮凝沉降动力学,比较了2种实验方法的不同,并对几种影响絮凝沉降的因素进行了研究.结果表明,传统的分光光度计法进行动力学研究时,有机粘土对赤潮藻的絮凝沉降较好地符合双分子反应动力学模型,而采用活体荧光计法进行实验时,有机粘土对赤潮藻的絮凝沉降很好地符合双曲线动力学模型,利用活体荧光计法进行实验时避免了前者由于粘土沉降导致的体系透光率的快速变化,更好地反映了赤潮藻细胞絮凝沉降实质.2种动力学实验方法都表明,高岭土体系的沉降速率要略高于膨润土体系,提高粘土、改性剂的用量以及体系的pH值都能加快沉降速率,其中提高改性剂的用量是增加去除率和加快沉降速率的最有效方法.     

氯化镧改性黏土固化湖泊底泥中磷的研究

用氯化镧对14种黏土进行改性并研究了这些改性黏土固化磷的效果.研究了pH对改性高岭土磷吸附率和镧离子溶出的影响.结果表明,通过氯化镧改性,不同黏土的磷固定率由改性前的3%～14%提高到改性后的52%～95%.氯化镧改性高岭土在pH为5时,达到磷吸附率的最大值94.85%,并在pH值4～8范围内,保持较高的磷吸附率（>80%）.在pH>6.5的范围,La³⁺溶出浓度低于0.0178 mg/L.     

考虑非线性吸附时溶质在有限厚度粘土中的一维扩散解

在采用非线性分段式吸附等温模式的基础上,建立了溶质在粘土中的一维扩散模型,在考虑有限厚度边界及土中溶质背景浓度的条件下得到了相应的解.模型引入了移动边界以说明当溶质在粘土孔隙水中的浓度达到某一较高值后,阻滞因子将发生显著变化.算例分析表明,该模型和考虑经典非线性吸附等温线得到的结果相差不大,这进一步说明了该模型的合理性.考虑非线性吸附效应对溶质迁移有重要影响.在较高溶质浓度下采用线性吸附等温模式会得到偏不安全的结果.该解相对较简单,并可用于验证各种数值模型、拟合试验数据等.     

氚在黏土矿物等多孔介质中的滞留机制

通过电感耦合等离子体光谱(ICP)、热重(TG)等分析方法对黏土矿物的结构成分、加热特性等进行了检测;通过蒸馏冷凝等实验,实现了对吸附后黏土矿物的吸附水、层间水、结构水的分离,检测了氚在黏土矿物结构内外各类型水中的分布;通过红外吸收光谱(IR)等分析方法对氚在黏土矿物结构中的吸附位置及形态进行了检测研究;通过同位素效应...     

卫生填埋场黏土衬层密实性试验研究

开展卫生填埋场中的黏土衬层密实性试验研究对填埋场的工程设计和后期运营具有现实意义.黏土压实的直接影响之一就是孔隙率的减小,并改变黏土的电阻率,为高密度电阻率法在衬层密实性中的调查研究提供了前提条件和物理基础.文章采用高密度电阻率法三种装置(测深、温纳、偶极-偶极)进行对比测量,通过电阻率成像技术对压实黏土的电性特征进行...     

有机改性粘土去除赤潮生物的机制研究

研究了季铵化合物改性粘土的制备条件对其去除赤潮藻效果的影响,探讨了该粘土体系高效除藻的机制.实验表明,十六烷基三甲基铵(HDTMA)可以有效地提高粘土的絮凝能力,同时HDTMA改性粘土中含有亚稳态HDTMA,增加了该改性粘土对赤潮生物的灭杀能力.改性粘土去除赤潮藻的能力与所吸附季铵化合物的杀藻能力、吸附量正相关,当老化时间延长、吸附季铵化合物稳定性增强时改性粘土除藻能力大大降低.结构不同的粘土对于吸附HDTMA的稳定化产生的空间阻力不同,在吸附量相同的情况下3层结构的蒙脱土中会有更多的亚稳态HDTMA产生;由于同离子效应,反应介质中高价金属阳离子的存在提高了亚稳态HDTMA的量,因此相应的改性粘土具有更高的赤潮藻去除能力.在60℃条件下吸附的HDTMA会更有效地占据粘土中的阳离子交换位,达到稳定态;而升高或降低温度都会有利于亚稳态HDTMA的出现,相应的改性粘土具有更高的赤潮藻去除能力.