堿污染紅黏土的物理力學(xué)特性試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，人類賴以生存的環(huán)境問題越來越受重視，而環(huán)境遭受到的污染日益嚴(yán)峻，對(duì)于空氣質(zhì)量，地面表層水，地下水和生態(tài)環(huán)境等污染的研究和保護(hù)早期已經(jīng)開展，但對(duì)于土體的污染問題關(guān)注度不高，此課題是一個(gè)嶄新的研究方向。本文依托于廣西高?？茖W(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目——桂林巖溶區(qū)污染紅黏土的巖土工程特性研究【KY2015ZD055】開展一系列研究。選取桂林雁山紅黏土，以氫氧化鈉（NaOH）作為堿類污染物，圍繞這一課題，考慮紅黏土受到不同濃度氫

2、氧化鈉溶液污染后的物理力學(xué)特性發(fā)生的變化，說明紅黏土與堿溶液發(fā)生反應(yīng)的具體過程。具體如下：
　　物理特性試驗(yàn)包括含水率試驗(yàn)、比重試驗(yàn)、界限含水率試驗(yàn)以及外觀實(shí)驗(yàn)。物理特性試驗(yàn)表明：紅黏土在氫氧化鈉溶液中浸泡7天，溶液顏色由透明無色逐漸變成黃褐色，土樣無明顯變化，伴有酸臭味；堿污染紅黏土比重相比于素土略大，隨著堿濃度的增加，比重隨之增加；養(yǎng)護(hù)時(shí)間一定時(shí)，隨著堿溶液濃度的增大，液、塑限和塑性指數(shù)均呈現(xiàn)出逐漸增大的變化趨勢。
　　

3、力學(xué)特性試驗(yàn)包括直剪試驗(yàn)以及壓縮試驗(yàn)。力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)表明：污染后的紅黏土試樣抗剪強(qiáng)度變小，一定養(yǎng)護(hù)時(shí)間內(nèi)，隨著堿溶液濃度的增大，抗剪強(qiáng)度逐漸降低，抗剪強(qiáng)度指標(biāo)黏聚力、內(nèi)摩擦角都有所降低；隨著濃度的增大，壓縮模量降低，壓縮系數(shù)增大。
　　通過以上試驗(yàn)得出的結(jié)論，探究了堿與紅黏土的反應(yīng)機(jī)理。氫氧化鈉與紅黏土顆粒間發(fā)生的相互作用引起了紅黏土物理力學(xué)特性的變化。通過堿對(duì)紅黏土反應(yīng)的過程可以發(fā)現(xiàn)堿-土的相互作用分為四個(gè)階段：水解階段、侵蝕階段

4、、膠結(jié)階段和溶解階段。通過化學(xué)反應(yīng)機(jī)理來解釋上述四個(gè)階段。堿-土作用的四個(gè)階段是受堿污染后紅黏土物理力學(xué)特性改變的原因所在。
　　紅黏土與堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，游離氧化物包裹在黏土礦物表面或充填在黏土礦物集合體間隙，紅土原本穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)被破壞，其顆粒間膠結(jié)力減弱，伴隨侵蝕作用的進(jìn)行，生成一些絮狀沉淀物、晶體和膠體增大膠結(jié)力，使土體之間相對(duì)密實(shí)，使抗剪強(qiáng)度提高，養(yǎng)護(hù)到后期，生成物逐漸溶解，土體顆粒間起膠結(jié)作用的物質(zhì)減少，紅黏土受堿污染后抗剪