發(fā)布時(shí)間：2021-11-23 15:28

　　防滲對(duì)堤壩等水利工程、地下工程和污染物遷移都具有重要意義�；谧匀换一翆有纬蛇^(guò)程中因金屬離子和有機(jī)質(zhì)絡(luò)合反應(yīng)形成不透水土層的過(guò)程,提出了利用六水合氯化鋁（AlCl₃·6H₂O）和有機(jī)質(zhì)（OM）相互反應(yīng)生成Al-OM絮狀物來(lái)降低滲透系數(shù)的方法。開(kāi)展了系列的注入試驗(yàn),探究了漿液濃度、注漿速度和砂土顆粒級(jí)配對(duì)滲透系數(shù)降低和形成屏障長(zhǎng)度的影響。研究結(jié)果表明:該方法可以有效地降低砂土的滲透性;滲透系數(shù)降低的速度隨著漿液中Al-OM絮狀物濃度的增大而增加;由于絮狀物濃度的增加,孔隙堵塞的速度增快,從而阻止了其繼續(xù)擴(kuò)散,形成的屏障長(zhǎng)度隨之減小;Al-OM絮狀物的尺寸隨注漿速度的增大而減小。當(dāng)注漿速度較大時(shí),Al-OM絮狀物的尺寸較小,因此滲透系數(shù)降低慢而擴(kuò)散距離遠(yuǎn)。砂土的顆粒級(jí)配對(duì)滲透系數(shù)降低有重要影響,粗顆粒含量越大,滲透系數(shù)降低越小。 

【文章來(lái)源】：巖土力學(xué). 2020,41(12)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

Al-OM絮狀物降低滲透系數(shù)原理圖（改自Zhou等[18]）Fig.2IllustrationofthemechanismofAl-OMflocs-clogging

石英砂（DorsilitNo.9）和取自DeGijster堤壩的原位砂土。Dorsilit是一種SiO2含量高達(dá)99.1%的石英砂，顆粒密度為2.67。DeGijster粒徑范圍為0.05～0.8mm，顆粒密度為2.60。三種砂土的顆粒級(jí)配曲線見(jiàn)圖3。為了保持試樣處于飽和狀態(tài)，首先將試樣浸泡在無(wú)氣水中抽真空24h以排除附著在砂土表面的氣泡，然后用水下沉積法裝樣。圖3三種砂的顆粒級(jí)配曲線Fig.3Particlesizedistributionsofthreetypesofsand2.2試驗(yàn)儀器與方案本研究自主研發(fā)的一維注入設(shè)備如圖4所示，其中注入容器為內(nèi)徑為6.7cm、外徑為7cm、高為160cm的PVC管，在柱體的兩端用螺絲帽鎖緊以保證注入過(guò)程中無(wú)液體泄露。PVC管豎直放置，Al-OM漿液從底部通過(guò)Watson-marlow120U/DV蠕動(dòng)泵和內(nèi)徑為4mm的擠壓軟管注入，頂部排出。通過(guò)調(diào)整泵的轉(zhuǎn)速（1～200r/min）可控制注入速率。圖4注入裝置圖Fig.4Set-upoftheinjectionexperiment例如，當(dāng)轉(zhuǎn)速為120r/min時(shí)，注入速率為1.3×106m3/s。在兩端安裝了孔壓傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)孔隙水壓力的變化。注入前用磁力攪拌器在恒定轉(zhuǎn)速下持續(xù)攪拌漿液以保證Al-OM絮狀物不沉淀。由于在注入過(guò)程中，砂土的滲透系數(shù)不斷降低，底部孔隙水壓力不斷增長(zhǎng)，使用的泵沒(méi)能保證漿液以恒速注入。因此，漿液的注入體積是通過(guò)排出的液體量來(lái)計(jì)算。通過(guò)天平測(cè)量排出液體的質(zhì)量，同時(shí)用pH計(jì)和電導(dǎo)率儀測(cè)量酸堿度和電導(dǎo)率，數(shù)據(jù)通過(guò)MP3軟件自動(dòng)記錄。采用水下沉積法裝樣。將飽和好的砂土分5層裝入，記錄裝入砂土的質(zhì)量和試樣高度，以計(jì)算孔隙比e。在注入Al-OM漿液前，先注入5PV（porevol

宓牧魎?（m3/s）；A為圓柱體的橫截面面積（m2）；H為試樣的高度（m）；P為PVC管兩端的壓力傳感器的差值。另外一種是通過(guò)變水頭試驗(yàn)測(cè)量滲透系數(shù)，計(jì)算式如下：2t1c2=lnrHhkrth（2）式中：rt和rc分別為變水頭管和PVC容器的半徑（m）；h1和h2為試驗(yàn)前后的變水頭管的高度（m）；t為水位從h1降到h2所需的時(shí)間（s）。注水結(jié)束后，根據(jù)試驗(yàn)要求注入Al-OM漿液，并用相機(jī)記錄注入過(guò)程。圖5顯示了注入速率為1.3×106m3/s，OM濃度為5g/L，注入試驗(yàn)在不同時(shí)間的PVC管照片。圖5注入Q=1.3×106m3/s和OM濃度為5g/L的注入過(guò)程Fig.5ExampleforoneinjectiontestwithQ=1.3×106m3/s,andOMconcentrationof5g/L102101100101粒徑/mm020406080100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)/%DorsilitNo.9DorsilitNo.7DeGijsterPVC容器孔壓傳感器Al-OM漿液磁力攪拌器蠕動(dòng)泵孔壓傳感器pH計(jì)和電導(dǎo)率儀收集盒天平t=0st=80st=202st=298st=485st=849st=1081st=1518s

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]微生物灌漿加固裂隙巖體的滲流特性分析[J]. 支永艷,鄧華鋒,肖瑤,段玲玲,蔡佳,李建林.  巖土力學(xué). 2019(S1)
[2]砂土介質(zhì)注漿滲透擴(kuò)散試驗(yàn)與加固機(jī)制研究[J]. 沙飛,李術(shù)才,林春金,劉人太,張慶松,楊磊,李召峰.  巖土力學(xué). 2019(11)
[3]土體適用MICP技術(shù)的滲透特性條件研究[J]. 李賢,汪時(shí)機(jī),何丙輝,沈泰宇.  巖土力學(xué). 2019(08)
[4]堤壩防滲加固新技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 王復(fù)明,李嘉,石明生,郭成超.  水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2016(12)
[5]顆粒粒徑對(duì)微生物固化砂土強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究[J]. 崔明娟,鄭俊杰,賴漢江.  巖土力學(xué). 2016(S2)
[6]微生物巖土技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 何稼,楚劍,劉漢龍,高玉峰,李冰.  巖土工程學(xué)報(bào). 2016(04)
[7]微生物灌漿加固土體研究進(jìn)展[J]. 錢春香,王安輝,王欣.  巖土力學(xué). 2015(06)
[8]土體裂縫注漿防滲的臨界水力梯度及其防滲機(jī)理[J]. 葛中華.  南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 1997(04)



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