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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:1
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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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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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陈化污泥理化特性对泥饼渗透性的影响研究
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作者 谭洵 何星星 +2 位作者 陈亿军 刘磊 万勇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期479-488,共10页
开展陈化污泥渗透特性研究对于填埋库污泥脱水减量作业具有重要指导意义。选取了8种不同陈化条件下的污泥,开展了压缩排水试验,测定了陈化污泥上清液中可溶性有机物含量和类型,以及陈化污泥聚合体粒径分布与滤液的Zeta电位,并通过皮尔... 开展陈化污泥渗透特性研究对于填埋库污泥脱水减量作业具有重要指导意义。选取了8种不同陈化条件下的污泥,开展了压缩排水试验,测定了陈化污泥上清液中可溶性有机物含量和类型,以及陈化污泥聚合体粒径分布与滤液的Zeta电位,并通过皮尔逊相关性分析研究了陈化污泥各物理化学特性间的相互作用。结果表明,随着上清液中可溶性有机物含量的减少、相对腐质化程度的增高与滤液Zeta电位绝对值的增大,陈化污泥的可渗透性增大。同时,当陈化污泥聚合体趋于稳定和粒径增大时,包裹在聚合体中的有机物不易释放到上清液中,陈化污泥可渗透性增大。另外,由于陈化环境的影响,陈化污泥总有机含量变化与上清液中有机物含量变化缺乏一致性,依据陈化污泥有机质含量判断渗透性会造成错误。最后,建立了陈化污泥比阻的影响模型,对于预处理过程中如何改善陈化污泥渗透性具有参考意义。 展开更多
关键词 陈化污泥 陈化条件 理化特性 脱水 渗透性
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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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填埋场单井注气气体压力监测试验及预测模型 被引量:2
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作者 金佳旭 朱磊 +4 位作者 刘磊 陈亿军 姚远 高腾飞 李若欣 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期259-267,共9页
确定填埋场注气过程中气体压力分布特征可为好氧通风工程提供关键技术和理论支撑。以现场单井注气试验为依托,在渗流力学理论的基础上,开展了不同注气强度条件下气体压力分布监测试验,分析了注气过程中气体压力的径向分布特征,推导了注... 确定填埋场注气过程中气体压力分布特征可为好氧通风工程提供关键技术和理论支撑。以现场单井注气试验为依托,在渗流力学理论的基础上,开展了不同注气强度条件下气体压力分布监测试验,分析了注气过程中气体压力的径向分布特征,推导了注气条件下垃圾土体内部以解析解形式表达的气体压力预测(analytical gas pressure prediction,简称AGPP)模型;结合现场气体压力监测结果,构建了以注气井压力为核心参数的经验公式形式的气体压力预测(empiricalgaspressure prediction,简称EGPP)模型。试验结果表明:低压注气强度也可以达到良好的注气效果,在较短时间内可以让气体充满注气井周围;通过现场监测数据与AGPP模型、EGPP模型的对比,初步验证了两种模型的可靠性。以上成果为预测和评估好氧通风过程中垃圾填埋场气体压力分布提供了新方法。 展开更多
关键词 垃圾土 填埋场 单井注气 气体压力 现场试验 预测模型
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渗沥液与载荷作用下陈旧型垃圾填埋场坝体稳定性 被引量:2
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作者 杨逾 何胤实 +3 位作者 陈锋 惠心敏喃 万勇 刘磊 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2022年第1期7-15,共9页
为研究载荷作用下土的力学参数与渗沥液水位对边坡稳定系数的影响,对广东某填埋场现场勘探取样并进行室内试验,获得垃圾填埋场土力学参数,运用Geostudio软件建立多模块耦合场的有限元模型,对模型施加边界载荷、渗沥液水位等影响垃圾坝... 为研究载荷作用下土的力学参数与渗沥液水位对边坡稳定系数的影响,对广东某填埋场现场勘探取样并进行室内试验,获得垃圾填埋场土力学参数,运用Geostudio软件建立多模块耦合场的有限元模型,对模型施加边界载荷、渗沥液水位等影响垃圾坝体稳定性的较敏感参数,并进行参数敏感性分析,同时模拟条间作用力,建立力学平衡方程,求解垃圾坝的安全系数,得出各个参数对于坝体安全稳定性的敏感度.研究表明:渗沥液水位变化对安全系数的敏感度相对较大.研究结论可对类似垃圾填埋场土石坝的稳定性分析提供参考. 展开更多
关键词 边坡稳定 陈旧垃圾填埋场 Geostudio软件 敏感性分析 极限平衡法
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好氧降解对垃圾土沉降影响试验及沉降模型 被引量:3
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作者 金佳旭 丁前绅 +3 位作者 刘磊 威巍 张雄 张柴 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期416-422,共7页
好氧降解作用对垃圾土沉降变形特性的定量评价是预测和评估好氧降解稳定化的重要基础。以武汉市典型生活垃圾组成配比人工制作的垃圾土为样本,开展了不同通风条件下垃圾土沉降特性试验,分析了好氧通风频率对沉降变形的影响。试验结果表... 好氧降解作用对垃圾土沉降变形特性的定量评价是预测和评估好氧降解稳定化的重要基础。以武汉市典型生活垃圾组成配比人工制作的垃圾土为样本,开展了不同通风条件下垃圾土沉降特性试验,分析了好氧通风频率对沉降变形的影响。试验结果表明:厌氧条件沉降速率趋于稳定后,好氧通风可显著提高垃圾土的沉降速率;上、中、下3层垃圾在高通风频率下垃圾土沉降比低通风频率下沉降效率分别提高了145%、150%、100%;建立了厌氧-好氧联合型沉降模型,通过与试验监测得到的沉降值对比,初步验证了模型的可靠性。研究结果为好氧通风过程中垃圾土沉降稳定性评估提供了理论依据。 展开更多
关键词 垃圾土 厌氧条件 好氧条件 沉降 模型
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基于优势流效应的填埋场渗沥液回灌过程预测 被引量:4
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作者 梁冰 张柴 刘磊 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第8期3399-3406,共8页
渗滤液回灌对于补充垃圾堆体水分及加速降解稳定化具有重要的促进作用,垃圾堆体的非均质性和大孔隙特征造成了渗沥液流动过程出现显著的优势流效应。以双渗透率模型为基础,开展典型回灌工艺条件下垃圾堆体中渗沥液的分布规律预测研究。... 渗滤液回灌对于补充垃圾堆体水分及加速降解稳定化具有重要的促进作用,垃圾堆体的非均质性和大孔隙特征造成了渗沥液流动过程出现显著的优势流效应。以双渗透率模型为基础,开展典型回灌工艺条件下垃圾堆体中渗沥液的分布规律预测研究。预测结果表明:一定限度内增大回灌速率、回灌频率、回灌量、初始含水量等因素可提高渗滤液的影响深度、入渗量和贮水率;优势流模型较传统的单域模型,区分了具有高导水性的裂隙域和高持水性的基质域,渗滤液可以更快地通过裂隙入渗、流动和排出,更符合垃圾堆体内水分多域流动行为模式;裂隙域和基质域的水分质量交换项是动态平衡的,随深度而减小。 展开更多
关键词 优势流 生物反应器填埋场 渗滤液回灌 水分迁移
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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:1
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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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垃圾土气体渗透试验最佳进气压力 被引量:1
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作者 杨逾 陈锋 +2 位作者 姚远 张树光 刘磊 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2021年第6期525-529,共5页
为确定垃圾土气体渗透试验过程中的最佳进气压力,通过自主研制的垃圾土气体渗透特性试验装置,开展新鲜垃圾土和陈腐垃圾土在不同压实密度条件下的气体渗透率试验,分析气体压缩性对垃圾土气体渗透率的影响,确定垃圾土气体渗透试验的最佳... 为确定垃圾土气体渗透试验过程中的最佳进气压力,通过自主研制的垃圾土气体渗透特性试验装置,开展新鲜垃圾土和陈腐垃圾土在不同压实密度条件下的气体渗透率试验,分析气体压缩性对垃圾土气体渗透率的影响,确定垃圾土气体渗透试验的最佳进气压力.试验结果表明:在1~10 kPa进行气体渗透试验,压力差和压力平方差均与气体流量呈线性关系,气体压缩性对垃圾土气体渗透率测试结果影响可以忽略.新鲜垃圾土室内气体渗透试验最佳进气压力为3 kPa,陈腐垃圾土最佳进气压力为4 kPa. 展开更多
关键词 垃圾土 气体渗透率 进气压力 气体压缩性 压实密度
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纤维加筋高钙地聚物固化高黏尾砂的强度特性及机制分析 被引量:5
11
作者 李源 魏明俐 +2 位作者 刘磊 威巍 陈亿军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期43-53,共11页
高黏尾砂固化处理是其资源化利用的重要手段之一。以高黏铁尾砂为对象,开展了高钙地聚物固化尾砂的强度特性试验,分析了玄武岩纤维掺量和干湿循环对固化体强度的影响。围绕固化体的微观胶结行为、无侧限抗压强度、干湿侵蚀响应参数(强... 高黏尾砂固化处理是其资源化利用的重要手段之一。以高黏铁尾砂为对象,开展了高钙地聚物固化尾砂的强度特性试验,分析了玄武岩纤维掺量和干湿循环对固化体强度的影响。围绕固化体的微观胶结行为、无侧限抗压强度、干湿侵蚀响应参数(强度、质量损失、电化学指标)展开讨论,试验发现:(1)纤维加筋增大了强度,0.5%为最优掺量(强度提升29.1%),相当于降低约2%的固化剂用量;(2)纤维-水化产物-尾砂以胶结和摩擦咬合作用相结合,适量纤维导致颗粒间产生微细孔隙,微孔隙的存在增加了持水能力;(3)干湿循环破坏胶结作用,6级循环后达到稳定,纤维对提升固化体抗干湿性不显著。以上成果为弄清固化尾砂强度演化机制及耐久性提供了理论支撑和方法借鉴。 展开更多
关键词 高黏铁尾砂 短切玄武岩纤维 高钙地聚物 微观胶结行为 干湿循环
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生活垃圾腐殖土的固结特性试验 被引量:4
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作者 金佳旭 高腾飞 +3 位作者 张平 朱磊 刘磊 陈亿军 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第10期4301-4308,共8页
垃圾腐殖土回填可行性对于垃圾填埋场矿化后的资源化具有重要意义。以典型垃圾腐殖土为试验材料,开展了不同压实度下腐殖土的固结特性以及回弹特性试验。试验结果表明:腐殖土压缩系数在0.07~1.45 MPa^(-1),压缩模量在1.85~32.32 MPa,压... 垃圾腐殖土回填可行性对于垃圾填埋场矿化后的资源化具有重要意义。以典型垃圾腐殖土为试验材料,开展了不同压实度下腐殖土的固结特性以及回弹特性试验。试验结果表明:腐殖土压缩系数在0.07~1.45 MPa^(-1),压缩模量在1.85~32.32 MPa,压缩指数在0.39~0.50,当腐殖土的压实度达到90%以上时,属于中高压缩性土;回弹模量在50~60 MPa,回弹指数在0.021~0.027,卸载-再加载应力变化过程对腐殖土的压缩性影响较小,并且回弹后的固结过程和固结规律基本不变;腐殖土的固结速率与常规土体的固结速率具有相似性。以上研究结果对腐殖土原位回填提供了关键理论和数据支撑。 展开更多
关键词 腐殖土 压实度 固结特性 回弹特性 固结速率
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