硝酸镉污染粉土的物理力学性能和电化学阻抗谱试验研究

发布时间：2019-11-09 14:05

【摘要】：本文选用硝酸镉污染粉土为研究对象,采用土工试验和电化学阻抗谱测试等研究方法,主要研究了硝酸镉污染粉土的物理力学性质和其电化学阻抗谱特性,并简要分析了硝酸镉污染粉土的物理力学性能指标和电化学阻抗谱拟合参数之间的关系。对比分析不同硝酸镉含量下污染粉土的物理性质的变化情况,得出:随着硝酸镉含量的增加,污染粉土的黏粒含量、孔隙比均降低,干密度随之增大;较之未污染的粉土,污染粉土的液限、塑限和塑性指数均呈现出减小的趋势,这说明重金属的侵入会降低土体的可塑性。通过室内压缩试验和直剪试验,得到可以表示污染土体的压缩性和抗剪强度的指标。总结分析了未污染粉土和硝酸镉污染粉土的压缩性和抗剪强度的变化情况。试验结果为:随着硝酸镉含量的增加,污染粉土的工程性质降低,压缩系数和压缩模量均随之增大,黏聚力和内摩擦角随之减小。这表明硝酸镉侵入土体后,会增大土体的压缩性,降低其抗剪强度。对六种不同硝酸镉含量下的污染粉土进行电化学阻抗谱测试,得出:未受污染的粉土和硝酸镉污染粉土的Nyquist图均表现为一个容抗弧,即含有一个时间常数,且随着硝酸镉含量的增大,表现为Nyquist图与实轴的截距逐渐变小,圆弧半径也逐渐变小;Bode图中阻抗模值|Z|随着硝酸镉污染介质含量的增大而减小,随着频率的增大而减小。相角图中,硝酸镉污染含量越大,表现为图中相角值越大。对相同硝酸镉含量下不同击实功的污染粉土进行电化学阻抗谱测试,可以知道:不同击实功下的电化学阻抗谱图中,Nyquist图也表现为一个容抗弧,且随着击实功的不断增大,Nyquist图与实轴的截距逐渐变小,圆弧半径也逐渐减小;在Bode图中,击实功越大,阻抗模值和相角表现出越小的趋势。研究发现硝酸镉污染粉土对应的等效电路模型为RL(QR1)型。用该等效电路拟合试验得到的电化学阻抗谱图,可以得出:随着硝酸镉污染含量的增大,孔隙溶液电阻(RL)和固液界面电阻(R1)表现出下降趋势,固体颗粒表面双电层电容(Q)表现出增大趋势;随着击实功的增大,孔隙溶液电阻(RL)和固液界面电阻(R1)呈减小趋势,固液颗粒表面双电层电容(Q)呈增大趋势。分析等效电路拟合参数的变化情况,可知,可以用溶液电阻(RL)衡量土体孔隙水中离子含量的大小,固液界面电阻(R1)和双电层电容(Q)衡量土颗粒对重金属的吸附能力。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X53;TU41

【参考文献】

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本文编号：2558488