酸污染紅黏土的物理力學(xué)性質(zhì)試驗研究.pdf

1、近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，越來越多的環(huán)境問題日益凸顯，其中土體的污染問題也受到越來越多學(xué)者的關(guān)注。本文依托廣西高?？茖W(xué)技術(shù)研究重點項目——桂林巖溶區(qū)污染紅黏土的巖土工程特性研究【KY2015ZD055】開展系列研究，本文選用廣西桂林雁山地區(qū)紅黏土作為試驗土樣，鹽酸溶液作為酸污染物，以鹽酸溶液的濃度和紅黏土在酸溶液中的浸泡時間作為影響因素，對酸污染紅黏土的物理力學(xué)性質(zhì)開展系列研究。主要研究成果包含以下幾個方面：
　　（1）

2、通過抽氣飽和的方法，制作浸泡不同濃度鹽酸溶液和不同浸泡時間的酸污染紅黏土樣，浸泡后紅黏土樣外觀無明顯變化，但散發(fā)刺鼻氣味，鹽酸溶液由澄清變?yōu)辄S綠色液體。
　?。?）通過環(huán)刀法質(zhì)量試驗、烘干法含水率試驗、比重試驗以及液塑限聯(lián)合測定試驗，計算后獲得酸污染紅黏土的各項物理性質(zhì)指標(biāo)。結(jié)果顯示隨著鹽酸溶液濃度和浸泡時間的增加，酸污染紅黏土的質(zhì)量和密度呈下降趨勢，含水率呈上升趨勢，酸污染后土中的孔隙比增大，紅黏土顆粒比重整體下降，同時污染后紅

3、黏土的液限、塑限和塑性指數(shù)有所降低。這主要是因為酸污染后紅黏土中的部分氧化物和易溶鹽流失，土體膠結(jié)能力和親水能力減弱，土體變得粗糙、松散。
　?。?）通過固結(jié)試驗和不固結(jié)不排水三軸剪切試驗研究紅黏土酸污染后壓縮性質(zhì)和抗剪強(qiáng)度變化規(guī)律。結(jié)果顯示隨著鹽酸溶液濃度和浸泡時間的增加，酸污染紅黏土的壓縮性增加，壓縮系數(shù)增大，壓縮模量減小；抗剪強(qiáng)度降低，粘聚力指標(biāo)減小，但內(nèi)摩擦角變化不明顯。這主要是因為紅黏土被鹽酸溶液腐蝕后，起膠結(jié)作用的氧化

4、物被溶蝕，土中孔隙增大，土顆粒膠結(jié)能力降低。
　?。?）結(jié)合酸污染紅黏土各物理力學(xué)性質(zhì)的變化特征，從化學(xué)反應(yīng)的角度，探討酸污染紅黏土的腐蝕機(jī)理。紅黏土次生礦物中的倍半氧化物和二氧化硅會與鹽酸溶液產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，其中二氧化硅在溶液中水解平衡，水解反應(yīng)過程是雙向可逆的；倍半氧化物與鹽酸反應(yīng)生成新的鹽類和水。紅黏土中的水溶鹽也會溶解于鹽酸溶液中產(chǎn)生離子，新生成的離子與鹽酸溶液產(chǎn)生離子交換反應(yīng)，這些反應(yīng)共同引起酸污染紅黏土物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生改