受NH4H2PO4污染红黏土物理力学性质试验研究

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作者刘冲
来源桂林理工大学
出版年2022
摘要
由于工农业生产造成大量的土地被污染,污染的土地造成工程性质降低,造成工程灾害,因此迫切需要对污染土体变形、强度开展研究。本论文主要研究桂林红黏土受NH4H2PO4溶液污染前后其基本物理性质、微观结构特征以及物理力学指标等方面的变化规律,并开展了一系列室内试验,主要工作与研究内容总结如下:1、参照已有污染土的配置方法,选用NH4H2PO4作为污染物,土样的初始含水率设为26%,压实度控制在96%,依据调研结果将污染液的浓度分别配置为:0mol/L、0.05mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L,并对试验用土的基本物理指标和矿物成分进行了试验分析。2、通过NH4H2PO4溶液污染后红黏土的基本物性实验,分别得出污染后红黏土的界限含水率、比重、自由膨胀率以及比表面积的变化规律,可知NH4H2PO4污染土体后溶解红黏土土颗粒之间的胶结物质,导致土中的黏粒变少,促使土颗粒呈分散的趋势;同时NH4H2PO4溶液中的NH4+和H+改变了弱结合水膜的厚度,导致弱结合水的含量的增多。3、利用NH4H2PO4溶液污染后红黏土固结试验和渗透试验,发现红黏土的压缩模量和渗透系数都随着NH4H2PO4溶液浓度的增加而减小,而压缩系数随着NH4H2PO4溶液浓度的增加而增大,主要原因是NH4H2PO4溶液破坏了土颗粒的骨架;NH4H2PO4溶液与土体本身的矿物成分和胶结物发生化学反应,改变了矿物成分的含量和胶结物的胶结状态。4、本文采用XRD衍射、扫描电镜两种试验手段来探索红黏土的宏观物理力学变化机理。随着NH4H2PO4溶液的侵蚀,红黏土中的石英矿物含量有所增加,高岭石、针铁矿和蒙脱石含量没有改变;土颗粒之间的胶结状态发生明显的改变,由片状转变成絮凝状,这种改变主要是由于NH4H2PO4溶液污染作用下土体中矿物和游离氧化物发生化学作用所引起。

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