水庫底泥絮凝沉降試驗方案

1、水庫底泥絮凝沉降試驗研究水庫底泥是由絞吸式挖泥船等專用設備，將高含水量的泥漿通過管道輸送至圍區(qū)填筑，吹填土泥漿顆粒很細，濾水、脫水時間很長，要經(jīng)過2-3年的自然沉積時間，淤泥吹填土表面才會形成3050cm的相對硬殼層，方可開展傳統(tǒng)的吹填土地基加固處理，這造成圍區(qū)地基處理歷時較長、造價高。因此，進行加速吹填土自重沉降速率的研究具有重要的生產(chǎn)實踐意義。本章利用沉降柱試驗研究了吹填淤泥的自重沉降規(guī)律和相關的影響因素，研究發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)試驗泥漿的配置方法、海水中鹽分濃度的變化、各類試劑和試劑組合對泥漿沉降性狀的影響。一、試驗方案1.1 試驗的土樣和水樣淤泥土樣取自平陽宋埠西灣圍海造地工程現(xiàn)場，土樣的天然含

2、水量65%，土顆粒比重2.687， 粘粒和膠粒含量占47.6%，為高液限粘土，基本土工物理指標見表4.1.1。水樣取自溫州宋埠西灣圍海造地工程堤防的外側，取樣時間為高潮期，PH值7.73，溶解性鹽21616mg/L，以NaCl為主，占81.5%， 其它MgCl2、MgSO4和KCl等占18.5%，平陽海水各類離子含量見表4.1.2。表1 平陽軟土基本土工物理指標土樣編號土的基本指標 土 粒 組 成 平均粒徑密度液限塑限塑性指數(shù)土粒比重粉粒粘粒膠粒含水量濕干 0.075 0.005 mm 0.005 0.002 mm 0.002 mm-dlpIpGs-d50-%g/cm3g/cm3%-%mm平陽

3、軟土65.01.590.9161.229.631.62.7552.422.625.00.0055表4.1.2 平陽海水各類離子含量項目名稱PHK+Na+Ca+Mg+HCO3-SO4-Cl-NO3-游離CO2-溶性固體含量mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L平陽海水7.73238693024371614715311179218.81.85216161.2 沉降試驗設備 泥漿的配制在1000ml燒杯中進行；泥漿攪拌采用無極可變速電動攪拌機，兩片蝶狀攪拌頭，速度200250轉/分鐘，攪拌時間5分鐘；沉降設備采用1000mL的量筒，底面積為32cm2；烘干淤

4、泥烘干采用QM-3SP4行星式球磨機研磨后再加水配成泥漿。圖1為試驗室照片。圖1 行星式球磨機圖2 試驗室照片1.3 沉降試驗方法1、泥漿的配制方法本試驗中泥漿的配制有兩種方法，一是將現(xiàn)場取得淤泥擾動樣加適量水攪拌均勻；二是首先將現(xiàn)場取得淤泥擾動樣烘干，用研磨機研磨成粉粒（所有研磨樣都統(tǒng)一研磨2小時），再加適量水攪拌均勻。各試樣的配制方法和攪拌次數(shù)相同。本次試驗采用第一種方法。2、試劑添加方法(1)、在1000ml燒杯中初步配樣。取適量擾動淤泥，質(zhì)量按式1-1至公式1-3計算，放置1000ml燒杯中，加水至700ml，先手工攪拌使大團粒破碎分散，再電動攪拌5分鐘，形成較均勻的泥漿，攪拌過程中泥

5、漿不能有損失。本步驟主要是模擬現(xiàn)場疏浚淤泥的結構遭到充分破壞的情況。=mwmd （公式1-1） mww+msGs=V （公式1-2） m0=ms(1+0) （公式1-3） 重新配置后土樣含水率，%；mw重新配置后水的質(zhì)量，g；md樣品中干土質(zhì)量，g；w水的密度，1g/cm3；Gs粘土的相對密度，取值約為2.702.75；V量筒總體積，1000ml；m0濕土質(zhì)量，g；0濕土含水率，%。(2)、步驟(1)的泥漿倒入1000ml量筒。所有泥漿都要全部進入量筒，盡量不要使泥漿濺出或其它方式的損失。燒杯要用水多次清洗，直至燒杯干凈，且所有清洗用水都要倒入量筒中。燒杯清洗完成后再將量筒中泥漿溶液加水至10

6、00ml。(3)、用特制攪拌棒人工攪拌量筒中泥漿。如不加試劑則連續(xù)后上下攪拌100下；如加試劑則先上下攪拌75下，加完試劑后在攪拌上下25下。攪拌過程中泥漿不能有損失。本步驟主要是模擬現(xiàn)場疏浚淤泥管道泵送過程和添加試劑過程。(4)、攪拌結束后即開始計時，觀察沉積柱中泥水混合物的沉積過程，并記錄土水界面的下降量。二、水庫底泥自重沉降試驗在前文吹填土自重沉降影響因素試驗的基礎上，本節(jié)試驗主要研究SiO2、FeCl3、PAM、AlCl3、粉煤灰、減水劑和水泥等各種試劑組合對吹填土自重沉降性狀的影響。1、FeCl3FeCl3投加用量為淤泥干重的0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%。2、陰離子

7、型PAMPAM的投加方式為將1g的PAM緩慢加入1000ml用氨水調(diào)好PH（pH=810）的水溶液中，攪拌均勻后，分別取1、3、5、10、25、30ml PAM溶液加入泥樣中。3、AlCl3/PACAlCl3的投加量為3、5、10、15、25、35、50mmol/L，另外追加一組4g FeCl3作為對比，投加方法均采用濕投。PAC的投加方式為濕投，投加量為0.05、0.1、0.3、0.5、1、3g。注：采用實驗室已有的。4、FeCl3/ AlCl3+SiO2（未活化）FeCl3+SiO2聯(lián)合投加試驗中，固定FeCl3的用量為2g不變，SiO2投加量為淤泥干重的0.1、0.2、0.4、0.6%，另外追加一組單獨加入淤泥干重0.4%的SiO2作為對比。5、FeCl3/ AlCl3+PAMFeCl3+PAM復合藥劑試驗，以2h間隔投加，F(xiàn)eCl3與PAM的投加比例試驗采用固定Fe鹽用量2g不變，PAM用量為：5、10、25、40、60、100、150mg/L，并另取一組單獨加入10mmol/L PAM進行比較。6、FeCl3/ AlCl3+粉煤灰FeCl3的用量固定為2g，粉煤灰的用量為淤泥干重的0.5、1、2、3、4、6%。7、PAM+粉煤灰PAM和粉煤灰聯(lián)合投加試驗中，將PAM用量固定為XXg，粉煤灰投加量為淤