改性土减渗试验及工程应用研究

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1、改性土减渗试验及工程应用研究(申请清华大学工程硕士学位论文)培养单位：水利水电工程系工程领域：水利工程申请人：陈秀军指导教师：介玉新教授联合指导教师:窦宝松教高二○一五年十月ResearchonsoilinfiltrationexperimentandengineeringapplicationThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofEngineeringbyChenXiujun(Hydraulic

2、Engineering)ThesisSupervisor:ProfessorJieYuxinAssociateSupervisor:ProfessorateseniorengineerDouBaosongOct,2015摘要摘要未来城市河流生态整治的发展方向中，减渗技术将占有重要的地位。本课题以天然膨润土为原料，通过室内外试验研究，研发出新型生态减渗土材料，建设了1hm2、含8种结构模式的生态减渗示范区，形成生态减渗系列材料及配套工程技术，并取得了较为满意的工程效果。主要研究内容及结论如下：（1）通过室内试验研究发现，以天然钠基膨润土为调理剂

3、，可有效封闭土壤颗粒间的空隙，显著提高材料减渗性能。研发提出了改性膨润土生态减渗材料，并形成生态减渗工程技术方案。此技术中，均质骨料的粘粒含量大小对混合料减渗性能影响不大，掺混的均匀程度及膨润土含量是其主要影响因素，故所研发的生态减渗技术主要原材料范围包括从细砂至粘土的多种材料，有利于实现就地取材，降低造价，且施工简便，易于推广。减渗材料具有纯天然特质，安全环保性能在同类产品中优势明显。提出的生态减渗技术具有抗高水头压力、水质净化和抗干湿交替的能力，能保持水体竖向连通性，既能满足河流生态修复减渗保水要求，又能保持河流生态系统的健康发展。（2）

4、示范工程现场监测表明，生态减渗土（80%和85%壤土）的减渗效果与防水土工膜（200/0.6/200）、5cm厚覆膜砂相当或略好，在1.0m净水深条件下，日渗漏量约为2.0~3.1mm，略优于防水土工膜及5cm厚覆膜砂的日渗漏量3.6mm。工程规模应用条件下，生态减渗土的渗透系数约为1.0×10-6cm/s，小于室内小试、中试试验，与其它减渗材料的工程应用表现基本一致，满足工程要求。利用悬耕犁掺混及机械碾压压实可满足工程要求，施工工艺简单，具有工程实用性。（3）综合分析表明，所研发的新型生态减渗土及配套减渗结构方案工程应用优势较为明显，适于河

5、湖生态修复减渗保水和生态健康要求，具有良好的推广应用价值，为缺水地区的河湖减渗处理提供了实用的生态减渗技术。本研究利用膨润土作为河湖生态减渗材料，做了一些基础性能测试和工程实际应用的研究工作。但是，因受到研究条件和时间等因素的限制，在课题的开展过程中留下了几个方面的遗憾，在今后的工作中继续开展进一步的深入探讨。关键词：膨润土；生态；减渗IAbstractAbstractInthedirectionofthedevelopmentofurbanriverecologicalregulationinthefuture,theinfiltratio

6、ntechnologywilloccupyanimportantposition.Inthispaper,byusingnaturalbentoniteasrawmaterial,twonewtypesofeco-reducingmaterials,and1hm2,havebeendeveloped,whichhasbeendevelopedbythelaboratoryexperiments.Themainresearchcontentsandconclusionsareasfollows:(1)throughtheindoorexperi

7、mentalstudyfoundthatwithnaturalsodiumbentoniteasaconditioner,effectivelyclosedthegapbetweensoilparticlesandimprovethematerialpermeabilityreducingperformance.Researchanddevelopmentputforwardthemodifiedbentoniteecologicalinfiltrationmaterial,andtheformationofecologicalinfiltr

8、ationengineeringtechnologyprogram.Inthistechnology,thehomogeneousaggregateclaycont