基于疏浚淤泥利用的生态护坡基材研究

发布时间：2020-05-11 17:26

【摘要】：随着我国河湖疏浚工程的大力开展,疏浚淤泥量在不断增加,淤泥的堆积不仅造成了土地资源的浪费,而且对环境造成了严重的污染,淤泥的减量化、无害化处理成为了我国亟需解决的问题。目前疏浚淤泥的资源化利用是最具有应用前景的淤泥处理方式,我国在淤泥资源化利用研究方面还处于起步阶段。本文将疏浚淤泥的资源化利用的理念与生态护坡理念相结合,探究将疏浚淤泥掺入到生态护坡基材中进行资源化利用的可行性。本文主要对基材的生态效应方面以及抗剪性能方面作出研究,主要工作如下:(1)建立盆栽试验模型,选取狗牙根为试验研究对象,探究不同淤泥掺量(0、25%、50%、75%、100%)下的基材对狗牙根生长状态的影响,结果表明淤泥会让狗牙根发芽时间提前1~4d,提高狗牙根的出芽率,有利于狗牙根的早期萌发;且淤泥能增大狗牙根的茎长,提高狗牙根的生长速率,能让基材植被覆盖层更快地形成,提高植被覆盖率,有利于边坡的水土保持。当淤泥掺量为50%~75%时最佳,此时淤泥对狗牙根生长的促进作用最为显著,在其他淤泥掺量下,淤泥对狗牙根的生长促进作用未达到最大化,当淤泥掺量75%时,淤泥对狗牙根出芽时间的促进作用会显著降低。(2)用(1)中相同的方式建立未种植植物的基材模型用于现场取样,在四个不同的垂直压力(50kPa、100kPa、200kPa、300kPa)下对自然状态和饱和状态下的试样进行直剪试验,探究两种状态下淤泥对无根系土体抗剪性能的影响,结果表明两种状态下淤泥掺量每增加10%,土体在自然状态和饱和状态下的黏聚力分别减小约1kPa和0.4kPa,内摩擦角分别减小约0.41°和0.26°。同一淤泥掺量下,土体在饱和状态下的黏聚力约为自然状态下的黏聚力的49%。两种状态下的土体抗剪强度均随着淤泥掺量的增大而减小,且饱和状态下土体抗剪强度减小的幅度明显小于自然状态下土体抗剪强度减小的幅度。总体来说掺入淤泥会在一定程度削弱土体的抗剪性能。(3)同样采取现场取样的方式在种植植物的基材模型中取根-土复合基材试样,对自然状态和饱和状态下的根-土复合基材试样进行直剪试验,结合(2)中研究结果分析,探究两种状态下淤泥对生态护坡基材抗剪性能的影响,结果表明当淤泥掺量为0~50%时,两种状态下的根-土复合基材黏聚力均随淤泥掺量的增加而增大,且基材在饱和状态时黏聚力增大的幅度要小于在自然状态下黏聚力增大的幅度;当淤泥掺量为50%~100%时,两种状态下的根-土复合基材黏聚力均随淤泥掺量的增加而减小;狗牙根根系能在一定程度上能增大基材的内摩擦角,但总体上根系对基材的内摩擦角影响很小,导致两种状态下基材内摩擦角随淤泥掺量的增加而减小;50%为最佳淤泥掺量,此时根-土复合基材的抗剪强度明显大于其他淤泥掺量的根-土复合基材的抗剪强度,能在一定程度上增强生态护坡体系的防护能力,说明将疏浚淤泥掺入到生态护坡基材进行资源化利用是可行的。
【图文】：

河道清淤,淤泥

1 我国疏浚淤泥现状及危害随着我国经济建设的快速发展，国家城镇化步伐不断的推进，我国的城来越大，人们的生活质量越来越高，生活方式也越来越多元化。但与此同我国人口的不断增长，人口密度越来越集中，导致城市的有机质生活垃多，人们日常生活当中产生的大量有机质垃圾被随意排放到河道中，造淤积[1]，给环境带来了不利的影响。随着我国环保意识逐渐增强，环保力大，，为了改善湖泊、河流的水质，保证河流航道的畅通与正常的泄洪能力了大规模的河湖清淤疏浚、水系沟通、生物修复等水环境治理工程，因大量的疏浚淤泥[3]。据统计，我国每年仅河道与湖泊的清淤量高达 8 000 上城市下水道的清淤量,每年淤泥的排放量可达 1 亿吨以上[4],淤泥含有大质及各类污染物，由于疏浚施工时的扰动，淤泥会被打散形成含水率极状态，因此在本质上淤泥属于高含水率的固体污染废物[5-7]，会对环境造危害[8-9]。

处理技术,干化,堆场,淤泥

图 1.2 淤泥的干化处理2）堆场处理技术场处理技术是指人为的提高堆场中泥浆的沉积速度，加快堆场表，使硬壳层的刚度和强度能更快的达到铺设和堆载施工要求，提置效率。3）固化处理技术[27-29]化处理技术是指向淤泥中添加水泥等固化材料，通过水泥的水化泥的强度，使之成为低渗透性，强度高的工程用土[30-31]。4）土壤化处理技术壤化处理技术是针对淤泥低透气性、低透水性和高含水率的特点水性材料加入淤泥中来改善淤泥的孔隙结构，将淤泥改良成为农。干化处理技术、固化处理技术和土壤化处理技术结合使用不仅可的处置效率，同时将废弃的淤泥重新利用起来，在一定程度上实[34]
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X70;TV861

【参考文献】