重金属污染重塑黄土的抗剪强度与渗透性研究

发布时间：2017-03-16 06:01

  本文关键词：重金属污染重塑黄土的抗剪强度与渗透性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文主要研究了Cu~(2+)、Cr~(6+)污染重塑黄土的抗剪强度和渗透性两个主要的力学性能,试验主要包括直剪试验和渗透试验两部分,在试验过程中结合了电阻率方法对试验进行了分析。分别测试了不同干密度、不同污染含量、不同龄期下的重塑黄土的抗剪强度及渗透特性,同时测试直剪过程中试样的电阻率变化情况,结合实时的电阻率变化分析试样强度变化,同时测定了渗透试样渗透前后的电阻率变化,探寻其中的关系。经过系列系统的试验,采集试验所得数据并进行分析,最终得到以下结论:(1)对于剪切过程中电阻率变化的监测宜选用频率对土体结构变化敏感的50Hz,且考虑到因剪切位移而产生的电阻率误差,对电阻率值进行修正,经拟合得修正函数,用于对电阻率值的修正。(2)干密度较小时无污染土抗剪强度小于污染重塑土,干密度较大时无污染土抗剪强度大于污染土;随剪切位移的增加,污染土的剪应力增加较无污染土缓和;无污染土的电阻率较大,污染土电阻率较小;污染土与无污染土电阻率均随剪切发生呈减小趋势,无污染电阻率呈跳动性减小,规律性差,污染土减小趋势明显且平缓;随垂直压强增加,土的抗剪强度越大,电阻率越小;随Cu~(2+)、Cr~(6+)含量的增加,电阻率减小,污染含量越大,电阻率随位移的变化越稳定;Cu~(2+)、Cr~(6+)污染土的剪应力随位移增加而不断增加,没有屈服点。(3)定义了电阻率角、初始电阻率,电阻率角反映电阻率对土体结构变化的敏感程度,敏感度越大,初始电阻率角越小,越能较好的监测土体的污染程度以及土体的破坏,初始电阻率为土体在没有垂直压力作用下时的电阻率。(4)原状土结构较重塑土稳定,渗透系数变化小,重塑土渗透系数变化幅度较大,渗透对土体结构破坏严重;对于干密度不同的重塑土,孔隙比越大,重塑土的渗透系数越大;渗透压强较大时,小孔隙比重塑土的渗透系数变化较小,大孔隙比重塑土渗透系数变化较大。(5)当渗透压强过大(P100kPa)或孔隙比过大(e0.839)时,土体结构在饱和过程中或渗透过程中会遭到破坏,使土体产生较大变形,所以在对试验以及工程中的土体进行处理时,尽量避免有过大的渗透压强,避免采用较大的孔隙比,从而减小土体的变形,以便得到可靠的试验数据。(6)随渗透围压的增加,Cu~(2+)、Cr~(6+)污染土的渗透系数呈现减小的趋势;随污染含量不同,Cu~(2+)污染土的渗透系数浮动较大,Cr~(6+)污染土的渗透系数大小比较集中,同时Cu~(2+)污染土的渗透系数整体较Cr~(6+)污染土渗透系数小。(7)随孔隙比减小,污染土电阻率呈减小趋势,Cu~(2+)、Cr~(6+)污染土渗透前电阻率都小于渗透后;随含量增加,两污染土的电阻率呈明显的减小趋势,含量大于500mg/kg时电阻率减小趋缓,含量较小时,Cu~(2+)、Cr~(6+)污染土渗透前电阻率大于渗透后电阻率,含量较大时Cu~(2+)、Cr~(6+)污染土渗透前电阻率小于渗透后的电阻率;随龄期增加,污染土的电阻率变大,渗透前电阻率小于渗透后电阻率,对于Cu~(2+)来说,随龄期增加,渗透系数变大,对于Cr~(6+)而言,龄期越大,渗透系数越小。
【关键词】：重塑黄土 抗剪强度 渗透性 重金属污染 电阻率
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU444
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 符号说明12-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 污染土现状14-16
• 1.1.1 污染土现状14-15
• 1.1.2 重金属污染土15-16
• 1.2 研究背景及意义16-18
• 1.2.1 研究背景16-17
• 1.2.2 研究意义17-18
• 1.3 研究内容和目的18-20
• 1.3.1 研究内容18
• 1.3.2 研究目的18-20
• 第二章 试验材料及方法20-28
• 2.1 试验材料20
• 2.2 土样的选取与制备20-22
• 2.2.1 直剪土样的制备20-21
• 2.2.2 渗透土样的制备21-22
• 2.3 试验内容与方法22-28
• 2.3.1 电阻率试验23-24
• 2.3.2 直剪试验24-25
• 2.3.3 渗透试验25-28
• 第三章 重金属污染土抗剪强度与电阻率的关系研究28-48
• 3.1 测试频率选择与电阻率修正28-29
• 3.2 不同孔隙比污染重塑黄土抗剪强度与电阻率特性29-36
• 3.2.1 Cu(Ⅱ)污染土抗剪强度与电阻率的规律29-32
• 3.2.2 Cr(Ⅵ)污染土抗剪强度与电阻率的关系32-36
• 3.3 不同污染含量重塑黄土抗剪强度与电阻率特性36-45
• 3.3.1 Cu(Ⅱ)对重塑土抗剪强度与电阻率的影响36-40
• 3.3.2 Cr(Ⅵ)对重塑土抗剪强度与电阻率的影响40-45
• 3.4 小结45-48
• 第四章 重金属污染土渗透性与电阻率的关系研究48-64
• 4.1 土的渗透性研究48-56
• 4.1.1 原状黄土与重塑黄土的渗透性分析48-51
• 4.1.2 不同孔隙比重塑黄土的渗透系数分析51-56
• 4.2 重金属污染土渗透系数研究56-58
• 4.2.1 不同孔隙比下污染土渗透系数变化规律56-57
• 4.2.2 不同污染含量下污染土渗透系数变化规律57
• 4.2.3 不同龄期污染土渗透系数变化规律57-58
• 4.3 重金属污染土渗透前后电阻率特性研究58-60
• 4.3.1 不同孔隙比下污染土的电阻率变化58-59
• 4.3.2 不同污染含量下污染土电阻率变化59-60
• 4.3.3 不同龄期下污染土渗电阻率变化60
• 4.4 小结60-64
• 第五章 结论与展望64-68
• 5.1 结论64-65
• 5.2 展望65-68
• 参考文献68-74
• 致谢74-76
• 攻读学位期间发表的论文76

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