微生物-膨润土联合矿化防渗模型试验研究     

张宇  何想  路桦铭  马国梁  刘汉龙  肖杨 《岩土力学》2023,(8):2337-2349

砂土地基发生渗漏时容易引发地基塌陷和工程结构破坏等工程安全问题。利用微生物-膨润土联合矿化的方法开展了大尺寸砂柱的防渗模型试验,研究了砂土的颗粒粒径、浆液的液固比与注浆次数等因素对砂柱的渗透特性、内部侵蚀特性及膨润土与碳酸钙沉淀分布的影响,分析了处理后试样的封堵稳定性和微观结构,进一步评估了微生物-膨润土联合矿化方法的处理效果。结果表明,通过微生物-膨润土联合矿化方法可以有效地提高砂土的防渗效果与封堵稳定性。经过1～3次注浆后,试样的渗透系数最大可以降低4个数量级,并且渗透过程中的侵蚀速率也得到了成倍的降低,最低达到了0.51 g/(s·m2)。针对膨润土与碳酸钙沉淀在砂土封堵中起到的作用,分析了微生物-膨润土联合矿化方法的防渗机制。该研究成果证实了微生物-膨润土联合矿化方法应用于砂土防渗工程的可行性,为微生物注浆技术解决砂土地基渗漏问题提供了重要参考。  相似文献   

低应力条件下高液限红黏土湿化变形特性研究     

邱祥  李锦鸿  曾波  付宏渊  罗震宇  陈镜丞  刘忠伟 《岩土力学》2023,(7):2028-2040

针对我国南方地区高液限红黏土低路堤存在工后沉降变形的问题,采用自主设计可测试低应力条件下岩土体湿化变形的试验装置,研究了不同围压、轴压与围压之比和压实度条件下高液限红黏土竖向湿化应变、侧向湿化应变的变化规律,建立了可以考虑围压、轴压与围压之比、压实度影响的高液限红黏土竖向湿化应变峰值预估模型,并对预估模型进行了验证。研究得到的主要结论为：渗流与应力耦合作用下,高液限红黏土侧向湿化应变与竖向变形均先增大、后趋于稳定,高液限红黏土试样在湿化变形稳定后呈现上部大、下部小的特点;高液限红黏土侧向湿化应变开始响应至达到峰值所需时间、侧向湿化应变峰值、竖向变形量峰值与围压、轴压与围压之比呈正相关;高液限红黏土侧向湿化应变峰值、竖向变形量峰值与压实度呈负相关,侧向湿化应变开始响应至达到峰值所需时间与压实度呈正相关;高液限红黏土侧向湿化应变可以分成由增湿引起的侧向湿化应变和由膨胀性矿物吸水引起的侧向湿化应变两部分;不同因素对高液限红黏土竖向湿化应变峰值的影响程度为：压实度>轴压与围压之比>围压;本研究对高液限红黏土低路堤工后沉降变形预测与控制具有重要的工程意义。  相似文献   

生石灰-石粉-WSS固化剂在钻渣废弃土筑路再生中的应用     

吴越鹏  王修山  金胜赫  董博闻  刘宇 《工程地质学报》2023,(2):409-420

围绕钻渣废弃土含水率高、塑性指数大、施工性能差3个问题,设计了生石灰+石灰岩石粉的预处理方案,通过一系列室内试验,从脱水效率、界限含水率变化幅度、预处理后土颗粒形态和破碎难易度4个方面选择出最优配合比。之后使用矿渣-纳米复合土壤固化剂(WSS)对预处理土进行固化,以无侧限抗压强度(q_u)、水稳定性(γ_w)、加州承载比(CBR)和抗压回弹模量(E_c)为指标评价固化效果,同时对预处理的辅助固化作用进行分析。除此之外,本试验还探究了最大粒径等级(D_max)对固化土强度、破碎形态和水稳系数的影响。结果表明：本预处理方法能有效降低废弃土含水率并提高脱水速率,显著改善土体的界限含水率与颗粒形态,增进与粉末状固化剂的拌和效果。钻渣废弃土经“3%生石灰+3%石灰岩石粉+3%WSS”处理后,28 d龄期无侧限抗压强度(q_u)为2.13 MPa,高于传统水泥固化方案和不进行预处理的固化方案。经分析得出,预处理剂可以絮凝-硬化黏土颗粒并疏松土体结构,还可以让土体呈碱性以增强WSS与水泥的固化效果。此...  相似文献   

杭州湾新区深部高液限黏土工程特性研究     

陈明举  池恒天  武维勇  程春红 《岩土工程技术》2023,(2):127-134

宁波杭州湾新区地处长江入海口南侧,地质环境和水动力条件复杂,沉积环境多变。该区地表以下40~60 m范围内普遍分布有高液限黏土层,该层土常处于建筑工程深基础持力层范围内,研究该层土的工程地质特性对杭州湾新区的开发建设具有重要的社会经济价值。从常规土工参数汇总、数理统计分析、结构性、损伤模型参数、三轴CU试验等方面研究杭州湾新区深部高液限黏土的工程特性,结果表明:(1)杭州湾高液限黏土物理性质表现为天然含水率高、孔隙比大、液限高等特征,但力学性质接近于宁波地区冲湖积的第二层硬土层;(2)通过数值计算软件检验,各物理力学参数基本呈良好的正态分布,可将物理指标参数视为常量,力学指标作为变量,同时需要考虑时空变异性和区域性;(3)根据试验结果定量计算,杭州湾高液限黏土为欠固结土、高灵敏度较强结构性黏土,且原状土多呈现应力软化特征,而重塑土呈现应力硬化特征。  相似文献   

北京市再生水灌区地下水中典型全氟化合物的分布现状及生态风险     

陈典  张照荷  赵微  李俊  焦杏春 《岩矿测试》2022,(3):499-510

全氟化合物(PFCs)是一种新型持久性有机污染物,因具有持久性、生物蓄积性和高毒性而受到广泛关注。目前关于河流、污水、湖泊等地表水体中PFCs污染状况的研究较多,而地下水PFCs的相关研究相对较少。本文以北京市再生水灌区为例,探讨了典型PFCs化合物在地下水中的含量、分布及其生态风险,并重点关注了灌区内某垃圾填埋场周边地下水PFCs的影响。使用固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法分析了2020年5～6月采集自北京市再生水灌区的52个地下水样品,结果表明灌区地下水中不同程度地检出包括全氟羧酸(PFCAs)和全氟磺酸(PFSAs)在内的10种目标PFCs化合物,浓度范围为1.07～24.19ng/L,其中以全氟正丁酸(PFBA)、全氟正辛酸(PFOA)和全氟丁烷磺酸(PFBS)三类单体的检出浓度最高,平均浓度分别为2.94±2.42ng/L、2.88±3.45ng/L和1.15±2.05ng/L。与来自氟化学工业园的地下水相比,本研究区地下水中∑PFCs浓度明显偏低,这与本研究区观测井多处于农田区域有关。PFCs在浅井(<50m)与深井(>50m)中的浓度随着井深的增加有明显下降...  相似文献   

察尔汗盐湖霍布逊区段资源开采过程中储卤层系统变化特征研究     

韩光  袁小龙  韩积斌  刘久波  范增林  胡燕  张西营 《地球学报》2022,43(3):279-286

柴达木盆地察尔汗盐湖赋存储量可观的低品位固体钾盐矿, 其主要的开发方式为液化开采。本文对比分析了霍布逊区段盐湖资源大规模开采前(2004年)和开采后(2011年和2019年)典型钻孔岩芯孔隙度、固体钾矿含量、卤水组分变化特征, 评价了钾盐液化开采效率。结果表明: 由于大规模采卤使得大量高矿化度卤水被带出, 而低矿化度水体补给储卤层孔隙并溶解盐层中盐类矿物, 使得储卤层孔隙率有逐渐增大趋势; 卤水中主要组分KCl和NaCl浓度均出现降低现象, 而MgCl2则出现增加趋势, 这主要与补水工程及补给水体中兑卤有关。在这期间, 卤水矿中KCl品位下降幅度要小于固体矿床KCl品位下降幅度, 说明卤水溶解了石盐层中大量固体低品位钾矿, 提升了其KCl品位。本次研究对于优化霍布逊区段固体钾盐液化开采方案具有重要的指导意义。  相似文献   

基于混合网格有限元的直流电阻率法三维正演研究     

王新宇  王程  毛玉蓉  严良俊  周磊  高文龙 《煤田地质与勘探》2022,50(5):136-143

直流电阻率法因效率高、成本低等特点广泛应用于有色金属、煤田等矿产资源勘探和地质调查行业。但在井–地、地–井电阻率法勘探过程中,钻孔因素(井液电阻率和钻孔孔径)对不同探测模式下视电阻率响应的影响尚未明确,是否影响视电阻率资料的解释是值得探讨的一个问题。因此,提出采用混合网格有限元法实现直流电阻率三维正演。给出异常电位法满足的边值问题及有限元变分问题,应用三棱柱和四面体混合网格实现对计算区域的快速离散,并建立2种网格的线性插值基函数和单元系数矩阵;采用SSOR–PCG迭代算法求解异常电位满足的大型线性方程组,得到各观测点的响应。在保证计算精度的前提下,应用混合网格有效地离散钻孔地电模型,探讨钻孔因素对井–地、地–井观测方式视电阻率数据的影响特征。对于井–地观测方式:钻孔附近视电阻率受钻孔因素影响最大,严重影响视电阻率资料的合理解释,但随着测点收发距的增加,视电阻率响应逐渐趋于围岩电阻率;而且随着发射源深度的增加,钻孔对地表视电阻率响应的影响也逐渐减小。对于地–井观测方式:钻孔因素对浅部数据影响较大,对深部数据影响小,相比于井液电阻率,视电阻率响应更易受钻孔孔径的影响。直流电阻率法混合网格有限元三维正演算法的提出,对实际井–地、地–井电阻率法勘探具有理论指导意义,可结合钻孔信息进行正演模拟分析,选择合适的收发距,有效压制钻孔因素对实测资料的影响。   相似文献   

煤层气储层伤害机理与水平井双层管柱筛管完井技术     

鲜保安  张龙  哈尔恒?吐尔松  喻鹏  王凯  张亚飞  张洋  王三帅  李宗源 《煤田地质与勘探》2022,50(9):122-129

煤储层具有高吸附性、低渗透性、易压缩与易破碎的特征,煤层气水平井钻完井过程中常常造成煤储层伤害,导致煤层渗透率和单井煤层气产量大幅度降低。通过实验分析,揭示水平井钻完井液中的固相颗粒、流体流动诱导产生的固相成分对煤储层微裂隙堵塞成因,阐明煤层气水平井钻完井中储层伤害的机理。在此基础上,提出水平井双层管柱筛管完井技术,分析其减轻煤储层伤害的机理,即通过冲管水力冲击作用消除水平井壁钻井液泥饼,清除井壁附近堵塞微裂隙煤粉,并在近井地带产生应力增渗作用。相对于煤层气常规的多分支水平井及分段压裂水平井,水平井双层管柱筛管完井的稳定日产气量、稳产周期均大幅提升。该技术在沁水盆地南部部分区域推广应用显示,3号煤层气井平均日产气量提升到20 000 m3,同时实现15号煤层气的开发突破,平均日产气量提升到10 000 m3以上。研究成果对于降低煤层气水平井钻完井过程中的储层伤害,提高煤层气井产量具有重要的理论和实践意义。   相似文献   

环境中典型植物生长调节剂分析测试技术研究进展     

胡晓蕾  陈亮  侯杰  吴少培  王蕾 《岩矿测试》2023,(2):254-270

近年来,植物生长调节剂被广泛应用于农业领域,主要有加速或延缓种子萌发、打破植物休眠、刺激或减少芽伸长、诱导开花结果以及影响衰老过程等功效,对植物的生长有着重要作用。但是,由于其施用量不断增加,导致植物生长调节剂在环境介质中被多次检出,且经过一系列环境行为产生的中间产物可能具有更强的毒性,严重威胁环境安全乃至人体健康。通过总结植物生长调节剂分析测试相关国内外研究文献发现,果蔬、肥料和土壤等固态基质样品的前处理多采用固相萃取方法,而水体、食用油和营养液等液态基质样品的前处理则多以液液萃取方法为主。同时,大多数植物生长调节剂的辛醇水分配系数在0～4之间,具有极强的亲水性,而高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)具有较低检出限和较高准确度等优点,使其成为目前使用最多的植物生长调节剂分析测试技术。其次,部分植物生长调节剂沸点低、易挥发,也可以采用气相色谱法或气相色谱-质谱联用法(GC-MS)进行检测。几种常用分析测试技术检出限的大小顺序大致为：气相色谱法>液相色谱法>色谱-质谱联用法,其中,色谱-质谱联用法的仪器检出限可低至10^-5mg/kg。但是,由...  相似文献   

2010—2018年北京市人体中六溴环十二烷的残留特征与风险评估     

李玉芳  佟玲  徐进力  白金峰  宋淑玲 《岩矿测试》2023,(2):326-337

六溴环十二烷(HBCDs)作为一种持久性有机污染物,具有生物累积性及多种生物毒性,以母乳、血清、头发及脂肪组织为介质,评价人体HBCDs的残留特征和健康风险受到广泛关注。本文以北京地区为研究区域,连续采集和分析2010—2018年母乳样品中的HBCDs,探究北京人体中HBCDs的残留特征与变化趋势,同时评估婴幼儿通过母乳喂养摄入HBCDs是否存在健康风险。研究共招募85名志愿者采集233份母乳样品,采用液液萃取-多级净化法进行样品处理,高效液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)测定样品中HBCDs及其异构体含量。样品的测定结果显示：(1) HBCDs的检出率为100%,浓度范围为0.46～93.5ng/g lw(脂重),均值和中值分别为7.27ng/g lw和5.77ng/g lw,高端暴露量第95百分位值为15.6ng/g lw;(2)α-HBCD为主要异构体,3种非对映异构体的含量占比大小为：α-HBCD>γ-HBCD>β-HBCD;(3)婴幼儿HBCDs的每日估计摄入量EDI中值为20.5ng/kg bw/day,第95百分位值为71.4ng/kg bw/day,高...  相似文献