水庫(kù)底泥絮凝沉降試驗(yàn)方案

1、水庫(kù)底泥絮凝沉降試驗(yàn)研究水庫(kù)底泥是由絞吸式挖泥船等專(zhuān)用設(shè)備，將高含水量的泥漿通過(guò)管道輸送至圍區(qū)填筑，吹填土泥漿顆粒很細(xì)，濾水、脫水時(shí)間很長(zhǎng)，要經(jīng)過(guò)2-3年的自然沉積時(shí)間，淤泥吹填土表面才會(huì)形成3050cm的相對(duì)硬殼層，方可開(kāi)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(shí)較長(zhǎng)、造價(jià)高。因此，進(jìn)行加速吹填土自重沉降速率的研究具有重要的生產(chǎn)實(shí)踐意義。本章利用沉降柱試驗(yàn)研究了吹填淤泥的自重沉降規(guī)律和相關(guān)的影響因素，研究發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)試驗(yàn)?zāi)酀{的配置方法、海水中鹽分濃度的變化、各類(lèi)試劑和試劑組合對(duì)泥漿沉降性狀的影響。一、試驗(yàn)方案1.1 試驗(yàn)的土樣和水樣淤泥土樣取自平陽(yáng)宋埠西灣圍海造地工程現(xiàn)場(chǎng)，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(biāo)見(jiàn)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(cè)，取樣時(shí)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(yáng)海水各類(lèi)離子含量見(jiàn)表4.1.2。表1 平陽(yáng)軟土基本土工物理指標(biāo)土樣編號(hào)土的基本指標(biāo) 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(yáng)

3、軟土65.01.590.9161.229.631.62.7552.422.625.00.0055表4.1.2 平陽(yáng)海水各類(lèi)離子含量項(xiàng)目名稱(chēng)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(yáng)海水7.73238693024371614715311179218.81.85216161.2 沉降試驗(yàn)設(shè)備 泥漿的配制在1000ml燒杯中進(jìn)行；泥漿攪拌采用無(wú)極可變速電動(dòng)攪拌機(jī)，兩片蝶狀攪拌頭，速度200250轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間5分鐘；沉降設(shè)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(jī)研磨后再加水配成泥漿。圖1為試驗(yàn)室照片。圖1 行星式球磨機(jī)圖2 試驗(yàn)室照片1.3 沉降試驗(yàn)方法1、泥漿的配制方法本試驗(yàn)中泥漿的配制有兩種方法，一是將現(xiàn)場(chǎng)取得淤泥擾動(dòng)樣加適量水?dāng)嚢杈鶆颍欢鞘紫葘F(xiàn)場(chǎng)取得淤泥擾動(dòng)樣烘干，用研磨機(jī)研磨成粉粒（所有研磨樣都統(tǒng)一研磨2小時(shí)），再加適量水?dāng)嚢杈鶆?。各試樣的配制方法和攪拌次?shù)相同。本次試驗(yàn)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(dòng)淤泥，質(zhì)量按式1-1至公式1-3計(jì)算，放置1000ml燒杯中，加水至700ml，先手工攪拌使大團(tuán)粒破碎分散，再電動(dòng)攪拌5分鐘，形成較均勻的泥漿，攪拌過(guò)程中泥

5、漿不能有損失。本步驟主要是模擬現(xiàn)場(chǎng)疏浚淤泥的結(jié)構(gòu)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(duì)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(jìn)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(guò)程中泥漿不能有損失。本步驟主要是模擬現(xiàn)場(chǎng)疏浚淤泥管道泵送過(guò)程和添加試劑過(guò)程。(4)、攪拌結(jié)束后即開(kāi)始計(jì)時(shí)，觀察沉積柱中泥水混合物的沉積過(guò)程，并記錄土水界面的下降量。二、水庫(kù)底泥自重沉降試驗(yàn)在前文吹填土自重沉降影響因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本節(jié)試驗(yàn)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(duì)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(duì)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(shí)驗(yàn)室已有的。4、FeCl3/ AlCl3+SiO2（未活化）FeCl3+SiO2聯(lián)合投加試驗(yàn)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(dú)加入淤泥干重0.4%的SiO2作為對(duì)比。5、FeCl3/ AlCl3+PAMFeCl3+PAM復(fù)合藥劑試驗(yàn)，以2h間隔投加，F(xiàn)eCl3與PAM的投加比例試驗(yàn)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(dú)加入10mmol/L PAM進(jìn)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(yàn)中，將PAM用量固定為XXg，粉煤灰投加量為淤