利用桐油、糯米汁改良土体环境土工特性的研究

摘要

本文以垃圾填埋场、危险废弃物填埋场、贮灰场等的衬垫性能要求为背景，在已有工作的基础上深入研究。将糯米汁和桐油按照适当的比例添加到萧山粘土、粉土和粉质粘土中，针对各领域所关心的渗透性、抗剪强度、干湿循环及对污染物的阻滞性能等开展研究，旨在改良土体的物理力学特性及环境土工特性。本文还通过扫描电子显微镜(SEM)的观察，从微观角度分析，揭示糯米汁和桐油对土体的作用机理。主要研究内容及成果如下： 1、充分利用桐油易于氧化成膜的特性，改进了萧山粘土混合土的土样制备工艺，达到渗透性小，质量稳定的要求。 2、通过较长时间的渗透试验发现，萧山粘土混合土的渗透系数较原土样下降了两个数量级，粉土和粉质粘土混合土的渗透系数下降了一个数量级；渗滤液的渗透系数比水的渗透系数稍小，表明了桐油分子膜比较稳定。 3、研究粉质粘土混合土的强度发现，糯米汁和桐油的存在使土体的抗剪强度降低了，其效果与对萧山粘土的强度的影响截然不同，粉质粘土混合土的干湿循环后特性也比较复杂。 4、研究溶质在混合土中的运移，发现溶质在混合土中的扩散系数大大降低，但吸附能力有所下降；利用Geoslope软件对溶质的运移进行分析，考虑溶质运移的非线性，提出了一种新型夹心式衬垫设计方案，其对溶质迁移的阻滞性能明显优于单层衬垫。 5、通过扫描电子显微镜(SEM)观察，尝试了从微观结构角度阐述了糯米汁和桐油对土体的作用机理。 总之，试验研究表明经桐油和糯米汁改良后的混合土体的环境土工特性得到了较大的改善。

目录

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第一章绪论

1.1课题背景

1.1.1填埋场的防渗系统

1.1.2填埋场衬垫系统存在的问题

1.1.3填埋场防渗材料

1.1.4改性粘土在垃圾填埋场中的用途

1.2现有防渗材料的局限性

1.3桐油和糯米汁的基本性质

1.4本文的主要工作

第二章混合土的物理力学性质研究

2.1引言

2.2压实土的基本性质

2.3土样的标准击实

2.4土样的制备

2.4.1糯米汁的制备

2.4.2混合土样的制备

2.5混合土的渗透性能

2.5.1萧山粘土混合土的渗透试验

2.5.2粉土及其混合土的渗透试验

2.5.3粉质粘土及其混合土的渗透试验

2.5.4渗滤液的渗透试验

2.6混合土的强度性能

2.6.1萧山粘土及其混合土的强度

2.6.2粉质粘土及其混合土的强度

2.7干湿循环对强度的影响

2.8 小结

第三章混合土中离子的扩散特性

3.1引言

3.2污染物在粘土中的迁移机理

3.2.1对流运移

3.2.2分子扩散

3.2.3机械弥散

3.2.4吸附作用

3.3对流-弥散迁移方程

3.3.1一维对流-弥散迁移方程

3.3.2对流-弥散迁移方程的定解条件

3.4垃圾填埋场渗滤液在粘土衬垫中的迁移

3.5离子在混合土中的扩散试验研究

3.5.1粉土及其混合土的扩散性能比较

3.5.2离子浓度对混合土的扩散性能的影响

3.6溶质运移问题的FEM分析

3.6.1衬垫层对溶质运移的影响

3.6.2非线性情况下的溶质运移

3.7 小结

第四章混合土的微观结构研究

4.1引言

4.2土的微观结构概述

4.3扫描电子显微镜(SEM)观察

4.3.1萧山粘土微结构特征

4.3.2萧山粘土与混合土微结构比较

4.3.3桐油和糯米汁混合物的作用机理

第五章结论与建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

致谢