城市河道淤泥固化土干湿耐久性试验研究

徐杨; 曹磊; 阎长虹; 孙萍; 段焜

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20210526002

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

城市河道淤泥固化土干湿耐久性试验研究

环境岩土与土工试验 | 更新时间：2025-09-25

- 城市河道淤泥固化土干湿耐久性试验研究
- Experimental Study on Drying‑wetting Durability of Solidified Urban River Sludge
- 防灾减灾工程学报 2022年42卷第5期页码：1028-1035
- 作者机构：
  
  1.金陵科技学院建筑工程学院，江苏南京 211169
  2.南京大学地球科学与工程学院，江苏南京 210023
- 作者简介：
  
  徐杨（1987—），男，副教授，博士。主要从事环境岩土工程方面的研究。E-mail：xuyang870808@163.com
- 基金信息：
  
  江苏省高等学校自然科学研究面上项目(19KJB170013);江苏省重点研发计划（社会发展）项目(BE2019705)
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20210526002
  中图分类号： TU472
- 收稿：2021-05-26，
  
  修回：2021-08-14，
  
  纸质出版：2022-10-28
- 稿件说明：
移动端阅览
徐杨,曹磊,阎长虹等.城市河道淤泥固化土干湿耐久性试验研究[J].防灾减灾工程学报,2022,42(05):1028-1035.

XU Yang,CAO Lei,YAN Changhong,et al.Experimental Study on Drying‑wetting Durability of Solidified Urban River Sludge[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(05):1028-1035.
徐杨,曹磊,阎长虹等.城市河道淤泥固化土干湿耐久性试验研究[J].防灾减灾工程学报,2022,42(05):1028-1035. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20210526002.

XU Yang,CAO Lei,YAN Changhong,et al.Experimental Study on Drying‑wetting Durability of Solidified Urban River Sludge[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(05):1028-1035. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20210526002.

摘要

淤泥固化土的干湿耐久性是其资源化利用中长期服役性能的重要指标。本文选取有机质含量分别为7.7%（S淤泥）和11.7%（Z淤泥）的两种典型城市河道淤泥，掺入水泥及新型固化剂进行固化处理，通过干湿循环试验及无侧限抗压强度试验研究了不同种类的固化剂及其掺量对淤泥固化土干湿耐久性的影响。试验结果表明：在水泥掺量较低条件下（S淤泥对应5%、Z淤泥对应5%和10%），淤泥固化土的抗压强度随干湿循环次数增加逐渐下降，且第1次循环的下降幅度最大，随后下降幅度明显减小；在水泥掺量较高条件下（S淤泥对应10%以上、Z淤泥对应15%以上），淤泥固化土的抗压强度随干湿循环次数增加先增大后下降，且峰值强度对应的循环次数具有随水泥掺量的增加和有机质含量的减少而增加的趋势，淤泥固化土抗压强度随干湿循环作用的变化规律是劣化效应和养生修复效应协同作用的结果。总体来说，淤泥固化土随着水泥掺量的增加，其干湿耐久性显著提高。新型固化剂达到掺量10%时淤泥固化土的干湿耐久性介于水泥掺量15%~20%淤泥固化土之间，显然新型固化剂处理城市河道淤泥优于水泥固化的效果。这一研究为城市河道淤泥固化处理提供了一种新的处理技术。

Abstract

The drying-wetting durability of solidified sludge is an important indicator of long-term performance during resource utilization. In this study， two typical urban river sediments with organic matter contents of 7.7% （S sludge） and 14% （Z sludge） were selected， and solidified with Portland cement and a new curing agent. The drying-wetting cycle test and unconfined compressive strength test were conducted to study the effect of the curing agent content on the drying-wetting durability. The results show that under the condition of low cement content （S sludge corresponding to 5%， Z sludge corresponding to 5% and 10%）， the compressive strength of solidified sludge gradually decreases with the increase of drying and wetting cycles， and the decrease of the first cycle is the largest， and then the degree of declining is significantly reduced. Under the condition of higher cement content （S sludge corresponding to more than 10%， Z sludge corresponding to more than 15%）， with the increase of drying-wetting cycles， the compressive strength of solidified sludge increases first， and then decreases. The number of cycles corresponding to the peak strength tends to increase with the increase of the cement content and the decrease of the organic matter content. The law is the comprehensive result of the deterioration effect and curing restoration effect. In general， the solidified sludge has a significant increase in drying-wetting durability as the cement content increases. When the new curing agent reaches 10%， the drying-wetting durability of the solidified sludge is between 15%-20% of the cement solidified soil. Obviously， the new curing agent is better than cement in curing urban river sludge. This research provides a new treatment technology for the solidification of urban river sludge.

关键词

Keywords

references

朱伟，张春雷，高玉峰，等 . 海洋疏浚泥固化处理土基本力学性质研究［J］. 浙江大学学报（工学版）， 2005 ， 39 （ 10 ）： 1561 - 1565 .

Zhu W ， Zhang C L ， Gao Y F ， et al . Fundamental mechanical properties of solidified dredged marine sediment ［J］. Journal of Zhejiang University （Engineering Science）， 2005 ， 39 （ 10 ）： 1561 - 1565 . （in Chinese）

黄英豪，朱伟，周宣兆，等 . 固化淤泥压缩特性的试验研究［J］. 岩土力学， 2012 ， 33 （ 10 ）： 2923 - 2928 .

Huang Y H ， Zhu W ， Zhou X Z ， et al . Experimental study of compressibility behavior of solidified dredged material ［J］. Rock and Soil Mechanics ， 2012 ， 33 （ 10 ）： 2923 - 2928 . （in Chinese）

Chiu C F ， Zhu W ， Zhang C L . Yielding and shear behavior of cement-treated dredged materials ［J］. Engineering Geology ， 2009 ， 103 ： 1 - 12 .

李磊，朱伟，林城，等 . 干湿循环条件下固化污泥的物理稳定性研究［J］. 岩土力学， 2009 ， 30 （ 10 ）： 3001 - 3006 .

Li L ， Zhu W ， Lin C ， et al . Study of wet and dry properties of solidified sludge ［J］. Rock and Soil Mechanics ， 2009 ， 30 （ 10 ）： 3001 - 3006 . （in Chinese）

郑军，阎长虹，夏文俊，等 . 干湿循环对新型固化土承载强度影响的试验研究［J］. 岩石力学与工程学报， 2009 ， 28 （增1 ）： 3051 - 3057 .

Zheng J ， Yan C H ， Xia W J ， et al . Experimental study of influence of drying and wetting cycles on bearing capacity of improved soil by CMSC soil stabilized agent ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ， 2009 ， 28 （ Sup1 ）： 3051 - 3057 . （in Chinese）

刘文化，舒俊炜，孙秀丽，等 . 干湿循环作用下固化淤泥的抗剪强度变化规律［J］. 土木与环境工程学报（中英文）， 2019 ， 41 （ 4 ）： 10 - 18 .

Liu W H ， Shu J W ， Sun X L ， et al . Sear strength variation of solidified sludge during drying-wetting cycles ［J］. Journal of Civil and Environmental Engineering ， 2019 ， 41 （ 4 ）： 10 - 18 . （in Chinese）

周春梅，王琴华，张静波，等 . 干湿和冻融循环对压实黄土路用性能影响的试验研究［J］. 防灾减灾工程学报， 2019 ， 39 （ 3 ）： 533 - 540 .

Zhou C M ， Wang Q H ， Zhang J B ， et al . Experimental study on the influence of dry-wet and freeze-thaw cycles on compacted Loess road performance ［J］. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering ， 2019 ， 39 （ 3 ）： 533 - 540 . （in Chinese）

杜杰，黎冰，王勇，等 . 硫酸钠环境下气泡混合轻质土的抗干湿性能研究［J］. 防灾减灾工程学报， 2020 ， 40 （ 4 ）： 581 - 588 .

Du J ， Li B ， Wang Y ， et al . Study on resistance to dry-wet cycles of air-foam treated light soil under sodium sulfate environment ［J］. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering ， 2020 ， 40 （ 4 ）： 581 - 588 . （in Chinese）

谈云志，柯睿，陈君廉，等 . 偏高岭土-石灰增强水泥固化淤泥的耐久性研究［J］. 岩土力学， 2020 ， 41 （ 4 ）： 1146 - 1152 .

Tan Y Z ， Ke R ， Chen J L ， et al . The durability of cement solidified sludge enhanced with metakaolin and lime ［J］. Rock and Soil Mechanics ， 2020 ， 41 （ 4 ）： 1146 - 1152 . （in Chinese）

杨爱武，袁腾云，杨少朋，等 . 干湿循环与初始静偏应力耦合作用下城市污泥固化土动力累计变形特性［J］. 工程地质学报， 2022 ， 30 （ 1 ）： 117 - 126 .

Yang A W ， Yuan T Y ， Yang S P ， et al . Study on dynamic cumulative deformation characteristics of municipal sludge solidified soil under the coupling action of dry-wet cycle and initial static deviator stress ［J］. Journal of Engineering Geology ， 2022 ， 30 （ 1 ）： 117 - 126 . （in Chinese）

Kamei T ， Ahmed A ， Shibi T . The use of recycled basanite and coal ash to enhance the strength of very soft clay in dry and wet environmental conditions ［J］. Construction and Building Materials ， 2013 ， 38 ： 224 - 235 .

Horpibulsuk S ， Suksiripattanapong C . Durability against wetting‑drying cycles of water treatment sludge‑fly ash geopolymer and water treatment sludge‑cement and silty clay‑cement systems ［J］. Journal of Materials in Civil Engineering ， 2015 ， 56 ： 324 - 332 .

郑旭，刘松玉，蔡光华，等 . 活性MgO碳化固化土的干湿循环特性试验研究［J］. 岩土工程学报， 2016 ， 38 （ 2 ）： 297 - 304 .

Zheng X ， Liu S Y ， Cai G H ， et al . Experimental study on drying-wetting properties of carbonated reactive MgO-stabilized soils ［J］. Chinese Journal of Geotechnical Engineering ， 2016 ， 38 （ 2 ）： 297 - 304 . （in Chinese）

Olivier H ， Javad E ， Anne-lise B ， et al . Durability of soil mix material subjected to wetting/drying cycles and external sulfate attacks ［J］. Construction and Building Materials ， 2018 ， 192 ： 416 - 428 .

Japan Highway Society . JHS， method of wetting and drying test for water absorption of rocks . Method for soil testing ［M］. Japan Highway Society Handbook ， 2001 ： 284 ‑ 286 .

唐朝生，施斌 . 干湿循环过程中膨胀土的胀缩变形特征［J］. 岩土工程学报， 2011 ， 33 （ 9 ）： 1376 - 1384 .

Tang C S ， Shi B . Swelling and shrinkage behaviour of expansive soil during wetting-drying cycles ［J］. Chinese Journal of Geotechnical Engineering ， 2011 ， 33 （ 9 ）： 1376 - 1384 . （in Chinese）

土工试验方法标准： GB/T 50123—2019 ［S］. 北京：中国计划出版社， 2019 .

吴艳开，乔晓龙，李丹丹，等 . 干湿循环下钢渣粉水泥改良膨胀土室内试验研究［J］. 西安建筑科技大学学报（自然科学版）， 2021 ， 53 （ 3 ）： 319 - 329 .

Wu Y K ， Qiao X L ， Li D D ， et al . Experimental study on expansive soil improved by steel slag powder-cement under dry-wet cycles ［J］. Journal of Xi’an University of Architecture ＆ Technology （Natural Science Edition）， 2021 ， 53 （ 3 ）： 319 - 329 . （in Chinese）

章荣军，郑俊杰，程钰诗，等 . 养护温度对水泥固化淤泥强度影响试验研究［J］. 岩土力学， 2016 ， 37 （ 12 ）： 3463 - 3471 .

Zhang R J ， Zheng J J ， Cheng Y S ， et al . Experimental investigation on effect of curing temperature on strength development of cement stabilized clay ［J］. Rock and Soil Mechanics ， 2016 ， 37 （ 12 ）： 3463 - 3471 . （in Chinese）

王东星，高向雲，邹维列，等 . 高温效应下MgO-矿粉/粉煤灰固化土强度预测［J］. 华中科技大学学报（自然科学版）， 2019 ， 47 （ 6 ）： 92 - 97 .

Wang D X ， Gao X Y ， Zou W L ， et al . Study on strength predication of reactive MgO-slag/fly ash stabilized clay considering high temperature effect ［J］. Journal of Huazhong University of Science ＆ Technology （Natural Science Edition）， 2019 ， 47 （ 6 ）： 92 - 97 . （in Chinese）

张同娟，王益权，刘军，等 . 黄土地区影响土壤膨胀性的因子分析［J］. 西北农林科技大学学报（自然科学版）， 2007 ， 35 （ 6 ）： 185 - 189 .

Zhang T J ， Wang Y Q ， Liu J ， et al . Factors influencing swelling of soils in Loess Plateau ［J］. Journal of Northwest A & F University （Natural Science Edition）， 2007 ， 35 （ 6 ）： 185 - 189 . （in Chinese）

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

冻融循环作用后钢筋混凝土电化学除氯效果研究