[口头报告]活性氧化镁碳化加固富有机质土物理与力学性能研究

活性氧化镁碳化加固富有机质土物理与力学性能研究
编号:3770 稿件编号:3599 访问权限:私有 更新:2023-04-25 18:06:32 浏览:314次 口头报告

报告开始:2023年05月06日 14:59 (Asia/Shanghai)

报告时间:8min

所在会议:[3A] 3A、地质灾害与工程地质 » [3A-1] 3A-1 地质灾害与工程地质

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摘要
有机质虽然能提高土壤肥力和持水特性,间接促进农作物生长(丛萍等,2019),但却显著影响工程土体的渗透、固结和结构性等理化和力学性质,导致土体强度降低以及灵敏度和压缩沉降增大(刘飞等,2013)。工程建设前,需对富有机质土进行改良处理(Du et al., 2021),传统处理方法通常以硅酸盐水泥等为固化剂来处理软土(刘松玉等,2006)。然而,软土中的富有机质(如腐植酸)严重阻碍了水泥水化反应,破坏水泥土结构,使水化产物和水泥土强度难以正常形成,达不到预期效果,且水泥生产过程还存在明显环境问题。因此,优选低碳胶结材料和绿色固化技术是特殊有机质土地基处理的迫切需求,活性氧化镁碳化加固软土具有加固速度快、化学相容性好和低碳环保的显著优点。
在此背景下,本研究以活性MgO为固化剂代替传统水泥作,通过活性MgO与人工配制的富有机质土掺混,并向混合土中通入二氧化碳(CO2)进行碳化形成碳化固化土,研究不同碳化时间下碳化固化富有机质土的理化、力学和微观性质。研究结果表明:1)碳化土样的质量和体积增加率随有机质(OM)含量的增加而降低,但受碳化时间的影响减弱;当OM含量小于3%或大于6%时,质量增加率下降缓慢,当OM含量处于3~6%时,质量和体积增加率显著下降;2)随OM含量增加,碳化富有机质土的强度而近似呈线性降低,且碳化时间对强度的线性变化规律无直接影响;碳化试样的强度与质量增加率变化呈正相关;3)随OM含量和碳化时间增加,碳化含有机质土的pH值降低而电导率增加;4)微观结果表明,随OM含量增加,碳化土中的角闪石减少而碳镁石/氢镁石增加;含OM的碳化土样中残留的Mg(OH)2大于不含OM的碳化样品;碳酸镁盐胶结和团聚体形成是碳化富有机质土孔隙填充和强度发展的主要原因;基于4个过程建立了有机质对有机质碳化加固的影响模型,揭示了富有机质土的碳化改良机理。活性MgO碳化技术更适合处理有机质含量小于6%的富有机质软土。研究成果不仅解决了硅酸盐水泥在有机质软土中处理效果差的问题,而且对其他特殊土的低碳改良具有重要指导意义。
关键字
富有机质土,碳化加固,活性氧化镁,力学性能,微观机理
报告人
蔡光华
南京林业大学;中国科学院武汉岩土力学研究所

蔡光华,男,河南洛阳人,中共党员,东南大学工学博士/香港理工大学博士后,南京林业大学土木工程学院副教授、硕士生导师,主要从事特殊地基土低碳处理、环境岩土工程、固体废弃物与CO2资源化利用等研究。
    主持国家自然科学基金、住房和城乡建设部科学技术项目、江苏省高校自然科学研究面上项目、岩土力学与工程国家重点实验室开放基金、水利部岩土力学与工程重点实验室开放基金等科研项目10余项。研究成果已发表SCI、EI检索论文40余篇,已获30项发明专利授权(含美国发明等国际发明专利3项),出版专著1部,获中国建筑学会科技进步一等奖1项、江苏省省级工法1项。
    现为中国岩石力学与工程学会环境岩土工程分会青年委员会委员、中国土木工程学会土力学及岩土分会青年委员、江苏省土木建筑学会地基基础专业委员会青年委员、南京建筑学会岩土分会委员/秘书。担任国内外著名期刊《Engineering Geology》、《Bulletin of Engineering Geology and the Environment》、《Transportation Geotechnics》、《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》、《Canadian Geotechnical Journal》、《ASCE:Journal of Materials in Civil Engineering》、《岩土工程学报》、《中国公路学报》等审稿人。

稿件作者
蔡光华 南京林业大学;中国科学院武汉岩土力学研究所, 岩土力学与工程国家重点实验室
钟煜清 南京林业大学
张彩红 南京林业大学
夏威夷 江苏省环境工程技术有限公司
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