大砂袋围堰淤泥质疏浚土充填料的絮凝特性研究

摘要

为了充分利用沿海地区廉价丰富的疏浚淤泥资源，同时节约工程成本，本文提出采用掺入絮凝剂的方式形成絮凝土充灌入土工袋中以建造海上围堰的设想。以广东惠州港荃湾港区煤炭码头一期工程吹填淤泥为研究对象，首先根据烧杯试验和抽滤试验确定合适的絮凝剂类型及掺量，在此基础上进行小型模袋模型试验，对试验过程中的各种试验现象和试验数据进行了分析。
　　试验结果表明Zeta电位值的大小与泥浆絮凝效果之间存在着一定的相关性，烧杯试验结果显示泥浆絮凝效果最优点，往往与Zeta电位绝对值接近零时相同。絮凝泥浆在不同时刻的Zeta电位随时间变化趋势平稳，模袋试验中Zeta电位绝对值的大小与烧杯试验相比变化范围在0.2mv以内。经过烧杯试验及抽滤试验对不同试验方案指标的对比分析，最终选出了能使泥浆迅速形成大块絮体、脱水效果良好且添加量少的絮凝剂，共4种类型絮凝剂的6种添加量进行后续的小型模袋试验。
　　不同方案模袋试验时除考虑了絮凝剂类型及掺量的影响外，还考虑了土的类型、固结时间及模袋类型的影响，通过试验过程中及试验后试样各项物理力学指标的对比分析，不同方案试样絮凝土的强度及压缩模量与固结时间、絮凝剂类型及用量、含水率、土性、模袋选型及试样规格有关，并分析了其与相关因素间的关系。
　　针对广东惠州港地区淤泥质疏浚土样，非离子型聚丙稀铣胺(NPAM)固化效果最好，能使泥浆迅速形成大块絮体、脱水效果良好且添加量较少，对充灌入模袋内土样的工程特性改善明显，基本达到工程使用要求。
　　利用淤泥质疏浚土、絮凝剂、海水搅拌形成的絮凝土作为大型充填袋新的充填材料建造围堰堤心结构，对于缺少砂土的惠州港地区既能发挥大型充填袋的优点，又能就地取材，缩短施工工期，具有较大的经济效益和社会效益，有较大的推广应用价值，对絮凝土建造海上围堰的工程应用提供了较好的参考。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 问题的提出

1．1．1 研究背景

1．1．2 疏浚淤泥的固化处理技术

1．1．3 海上围堰的结构现状

1．1．4 土工织物充灌袋的国内外应用

1．1．5 模袋絮凝土应用于海上大砂袋围堰的提出

1．2 研究的现状及存在的问题

1．3 本文的研究内容

1．3．1 课题研究内容

1．3．2 课题的技术路线

第二章 滨海淤泥质疏浚土泥浆絮凝脱水试验研究

2．1 淤泥质疏浚絮凝土的基本材料研究

2．1．1 淤泥质疏浚土的主要特性

2．1．2 海水水质分析

2．1．3 絮凝剂的选取

2．1．4 试验用材料

2．2 烧杯絮凝试验方案设计

2．2．1 絮凝剂泥浆调配

2．2．2 烧杯絮凝试验步骤

2．2．3 絮凝剂投加方案

2．3 试验参数及测定原理

2．3．1 泥浆絮凝效果指标

2．3．2 泥浆动电电位--Zeta电位

2．3．3 泥浆真空抽滤泥饼含水率

2．4 淤泥质疏浚土泥浆絮凝效果分析

2．4．1 泥浆絮凝现象分析

2．4．2 泥浆颗粒表面Zeta电位分析

2．5 淤泥质疏浚土泥浆脱水能力分析

2．6 重塑土与原状土各项指标对比分析

2．7 试验参数间相关性分析

2．7．1 絮凝效果与Zeta电位相关性分析

2．7．2 絮凝脱水泥浆能力与Zeta电位相关性分析

2．8 本章小结

第三章 土工织物大砂袋内充填料的室内试验研究

3．1 大砂袋内充填料的基本材料研究

3．1．1 絮凝剂的选取

3．1．2 模袋的选型

3．1．3 试验组数的划分

3．2 小型土工管袋室内充填方法

3．2．1 充填装置的组装

3．2．2 充填过程及注意事项

3．3 小型土工管袋排水固结试验过程与描述

3．4 模袋试验参数测定及原理

3．5 本章小结

第四章 模袋絮凝土的强度形成机理及絮凝特性研究

4．1 模袋絮凝土强度的主要评价指标与基本强度确定

4．2 模袋絮凝土强度影响因素

4．2．1 固结时间与强度的关系

4．2．2 絮凝剂类型及用量

4．2．3 含水率与强度的关系

4．2．4 土样类型与强度的关系

4．2．5 模袋选型与强度的关系

4．2．6 试样规格

4．3 絮凝土的强度形成机理

4．3．1 表观特征

4．3．2 物理特征

4．3．3 强度特征

4．4 模袋絮凝土的絮凝特性研究

4．4．1 脱水率随时间的变化关系

4．4．2 Zeta电位稳定性分析

4．4．3 絮凝土压缩特性分析

4．4．4 絮凝土结构性分析

4．5 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论文和取得的学术成果

附录