真空预压-辐射式电渗处理河道淤泥的脱水与重金属去除机制研究
研究提出真空预压-辐射式电渗技术,基于库仑定律建立重金属迁移模型,并通过自主研发的模型装置开展四组对比试验。结果显示,电渗开启48 h内,三种辐射式电极方案比传统真空预压-电渗排水量提升3.09%~6.93%,最终沉降量提高3.26%~7.07%,十字板剪切强度最高提升21.38%,重金属Cu去除效果提升8.15%~21.66%。
推荐理由:对比辐射式与竖向电极电渗的模型试验,给出排水量、沉降与Cu去除率的量化提升幅度。
研究提出真空预压-辐射式电渗技术,基于库仑定律建立重金属迁移模型,并通过自主研发的模型装置开展四组对比试验。结果显示,电渗开启48 h内,三种辐射式电极方案比传统真空预压-电渗排水量提升3.09%~6.93%,最终沉降量提高3.26%~7.07%,十字板剪切强度最高提升21.38%,重金属Cu去除效果提升8.15%~21.66%。
推荐理由:对比辐射式与竖向电极电渗的模型试验,给出排水量、沉降与Cu去除率的量化提升幅度。
研究以黄原胶为改性剂,用湿法喷洒和干法混拌两种工艺改性污染地块原有粉质黏土覆盖层,并对比改性压实土、改性土-膨润土防水毯复合层、未改性土-土工膜复合层与未改性压实土四种阻隔构型。
推荐理由:研究给出黄原胶改性粉质黏土的气体渗透率与扩散系数实测区间,可供污染地块覆盖屏障选型参考。
研究提出基于液态CO2的地层冻结技术,通过三大闭环循环系统实现高效热量转移与快速冻结,并结合原位试验与数值模拟研究温度场演化与加固效能。试验显示该技术降温速率较传统盐水冻结提升3倍,冻结1 d地温降至-30℃,36 d后冻结壁厚度达3.06 m、平均温度-23.9℃、扩展速率33.6 mm/d。水热耦合模型揭示冻结壁扩展与交圈机制,模拟结果显示冻结5 d即实现交圈。
推荐理由:液态CO2冻结的原位试验与数值模拟给出冻结壁扩展速率与交圈时间,可供冻结法施工方案比选参考。
研究提出一种按桩体破坏模式分区计算刚性桩复合地基路堤稳定性的新方法,通过室内模型试验与三维数值模拟引入最大轴力与最大弯矩比值权重因子β,将路堤下桩体划分为承压区、压弯区、弯剪区和拉弯区4类破坏区域。
推荐理由:提出按桩体破坏模式分区计算刚性桩复合地基路堤稳定性的方法,并与BS8006法、等效抗剪强度法对比验证。
研究以上海某盾构隧道软土地层为背景,分析盾构对接解体段未加固与注浆加固两种工况下的土拱效应,并构建土拱力学模型推导隧道上覆土压力计算公式,理论修正解与数值模拟结果对比验证了模型合理性。结果表明未注浆时滑移面斜向上贯通至地表、横纵断面均呈盆形且横向范围更大,注浆后横断面呈“上下双盆”或“上盆下塔”、纵断面仅在隧道上方一定范围内形成塔状结构;注浆加固后土体应力重分布,土拱效应显著减弱。
推荐理由:针对盾构对接解体工况,给出未加固与注浆加固两种滑移面形态及上覆土压力计算式,可供类似软土隧道解体设计参考。
研究以电石渣、赤泥、高炉矿渣和硅灰制备CG、CGS、RCG、RCGS四种全固废地聚物隔离墙材料,养护7 d后无侧限抗压强度与渗透系数均满足水泥基隔离墙防渗设计要求,其中CG体系经10级干湿循环后仍满足要求。
推荐理由:四种全固废地聚物隔离墙材料的干湿循环试验,给出中-大孔占比≤5%这一防渗劣化判据,可供隔离墙配比设计参考。
针对含软弱夹层的超深地层,采用竖向振冲桩(rodin jet pile)联合强夯进行加固,并分析其地震响应。研究由Yiliang Yu、Hanlong Liu等完成,成果发表于 Engineering Geology 第373卷。
大豆脲酶诱导碳酸钙沉淀(EICP)联合黄原胶可提升风蚀防治效果,并已开展现场应用。研究发表于 Engineering Geology 第 373 卷,作者为 Yaqing Gao、Yang Liu、Yongshuai Qi 等。
针对红黏土,研究从离子演化角度揭示活性氧化镁生物碳化稳定机理,并以土壤电导率作为离子变化的表征手段。
研究采用糊化木薯粉改良黄土,通过变水头渗透试验、土-水特征曲线测试、压汞实验和扫描电镜观察,评估80%、85%、95%三种压实度下改良土的渗透性能与孔隙结构。结果表明,80%压实度改良土的饱和渗透系数为1.35×10⁻⁶ cm·s⁻¹,较素黄土降低两个数量级以上,且优于95%压实度素土,可减少防渗工程对高压实度的依赖。
推荐理由:研究用糊化木薯粉改良黄土,在80%压实度下把饱和渗透系数降低两个数量级,为低能耗防渗提供可迁移思路。
针对 EICP 处理的岩土材料,研究考察了生物聚合物对颗粒间胶结稳定性的调控作用。成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering,作者为 Guixiao Jin、Yidan Zhang、Ming Huang、Kai Xu、Xinhang Hu。
研究考察了固体废弃物骨料的大体积疏水性,用于毛细屏障覆盖层。成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering,2026年10月13日在线可获取,作者为 Wenjing Sun、Dingwen Cui、Dean Sun、Xiaowei Gu、Xia-Ting Feng、Xunchang Fei。
中国矿业大学团队在 Acta Geotechnica 发表研究,提出基于微生物自愈颗粒(MSHP)的自愈型同步注浆浆液,并用 L16 正交试验评估各配比参数对新拌性能、裂缝愈合效率、渗透恢复与强度恢复的影响。
推荐理由:研究用 L16 正交试验给出微生物自愈同步注浆浆液的推荐配比窗口,可供盾尾注浆材料设计参考。
针对填埋场生物采矿产物提出一套按类别分级的增值利用方法,用于基础设施工程。方法以ASTM D2974、ASTM D5550等试验表征含水率、有机质与总有机碳,并关联细粒含量对剪切强度与刚度的影响。该框架面向填埋开采土壤类组分(LFMSF)在土方填筑等岩土用途中的分类处置。
纯固废基流态固化土在CO₂条件下的力学性能与碳化特性研究显示,碳化会改变固化土的力学表现。研究涉及CO₂浓度、相对湿度等对碳化进程的影响,并引用DBJ51/T188-2022《预拌流态固化土工程应用技术标准》作为工程应用依据。
针对水泥基速凝浆液,提出考虑连续时变黏度与相演化的裂隙注浆扩散模型。模型将浆液黏度随时间的连续变化与相组成演化纳入扩散计算,弥补了以往将速凝浆液黏度视为常值或分段处理的不足。该建模思路为速凝浆液在岩体裂隙中的注浆扩散预测提供了更贴近实际的描述方法。
针对露天煤矿软泥岩,采用 MICP 联合粉煤灰与 CaO 进行处理。
针对生物炭改性固化疏浚淤泥,研究其力学行为与损伤破坏特征。发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第18卷第10期,由 Qianshen Ding、Hongkun Ning、Xin Chen、Jiangshan Li、Jun Wang、Chuanbo Sun、Kaikai Wang 完成。
针对疏浚淤泥再生利用于河岸边坡防护,研究考察了吸水剂在其中的作用。发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第18卷第10期,作者为 Qianwei Ma、Bowen Yu、Zihao Hu、Xuanyu Chen、Haishan Qin、Ningjun Jiang。
针对砂土加固,试验研究了电场增强酶诱导碳酸盐沉淀(EICP)注浆的效果。通过室内试验对比电场辅助与常规EICP注浆的加固表现,评估其对砂土强度的提升作用。
研究利用电阻率法评价MICP处理花岗岩残积土的持水性与透气性,通过电阻率与土水特征曲线、相对透气系数的对应关系建立无损评价途径。MICP处理改变土体孔隙结构与导电性,电阻率变化可反映持水能力和透气性的改变。该方法为生物胶结土的水力-气体性能快速检测提供依据。
采用挤出滚圆法制备以乙基纤维素(EC)为壳、硅酸钠(SS)为芯的聚合物核壳胶囊,用于饱和砂的被动自修复。研究聚焦单胶囊与砂-胶囊混合体的力学行为,假设胶囊在铺设时保持完整、在土体变形引起的特定剪应力下破裂,释放的SS在饱和条件下与Ca²⁺反应胶结砂粒而无需干燥。现有胶囊方案在饱和土中受限于油类修复剂依赖氧化干燥、碱性SS包封困难及粒径与规模化控制不足。
研究建立网格微压痕、核磁共振、X射线衍射与渐进均匀化相结合的多尺度框架,表征EICP胶结砂中砂颗粒与CaCO₃的微观力学性质,并构建考虑非完美界面效应的均匀化模型预测其有效弹性模量。结果表明CaCO₃沉淀的弹性模量受晶体组成与内部孔隙控制,CaCO₃与砂颗粒间的非完美界面主导宏观力学响应,模型可准确捕捉弹性模量随胶结程度的演化,并揭示低碳酸钙含量下球霰石导致的界面弱化尤为显著。
采用离散元方法(DEM)模拟生物胶结砂颗粒间的剪切行为,发现即使CaCO₃晶体与砂粒之间无黏结,几何嵌锁与矿物断裂仍可提供显著抗剪强度。模型参数依据文献试验数据标定,并开展参数研究考察矿物强度、晶体完整性、界面摩擦及竖向约束条件的影响。竖向位移受限时峰值强度主要受晶体胶结强度与矿物完整性控制;允许体积变形时抗剪强度则随约束水平变化。
研究采用生物CO₂封存与CO₂基生物胶结技术实现土体稳定化,相关成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第18卷第9期。作者为 Sajjad Deylaghian、Ehsan Nikooee、Mojtaba Ansari 等。
针对聚乙烯醇纤维与MICP联合处理的分散性土,研究其抗冻融劣化性能并揭示微观结构机制。
针对中国高放废物处置屏障用的GMZ膨润土–砂砌块,采用X射线计算机断层扫描开展了全尺寸压实与密度均匀性研究。研究由Xueting Li、Huyuan Zhang等完成,成果发表于《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》第18卷第9期。