重金属污染物侵入对土体强度影响的试验研究.pdf

《重金属污染物侵入对土体强度影响的试验研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第29卷第1期VoI．29，No．1{}IiI}、2015年2月MINERAIRES0URCESANDGE()L()GYFeb．2O15重金属污染物侵入对土体强度影响的试验研究莫菲苹，程峰(中国有色桂林矿产地质研究院有限公司，广西桂林541004)摘要：通过三轴试验、压缩试验和直剪试验对重金属污染土进行了研究，在100、200、300KPa围压条件下，对5种重金属含量不同的污染土试样：一般土、污染土(重金属元素质量比分别为：1、3、5％、7)进行三轴对比试验，试验结果表明：污染土的强度随着重金属元素的含量的增加显著降低。围压增大时重金属含量低的污染土的强度的影响不显著，质量比小于3

2、时，峰值强度降低10～l5，质量比大于5％时，峰值强度降低4O～5O；直剪试验结果表明：质量比小于3的污染土抗剪强度一垂直压力曲线基本平行，垂直压力与抗剪强度成正比，抗剪强度降低幅度为5～1O，质量比大于5％的污染土抗剪强度一垂直压力曲线表现为不规则，抗剪强度降低45～55左右；压缩试验结果表明，污染土与一般土的压缩量差别较大，质量比超过5以上时对压缩性的影响尤为显著。关键词：重金属污染土；质量比；土工试验；本构关系中图分类号：Tu441文献标识码：A文章编号：1001—5663(2015)01—0ll4一O50引言1污染土试验重金属污染土由于孔隙比、压缩性大，抗剪强度、1．1重金

3、属元素影响机理承载力低E，工程中一般都需要进行处理。目前对重重金属元素进入岩土体后，对土体影响的机理主金属污染土的土工性质研究的文献较少，在工程建设要包括离子交换、双电层厚度变化、颗粒之间胶结物中大多将其作为一般土进行处理，导致了不合理的污的溶解、溶蚀。染土路基、建筑地基处理问题[2]。因此，系统研究其(1)离子交换作用土颗粒中矿物元素的同晶置力学性质与应力一应变关系，对评价建筑基础的稳定换、氢交换、断键等物理化学作用会使土颗粒内部具性、合理利用污染土体资源具有重要意义。有交换离子的能力，离子交换主要以粘土矿物为主。有关学者[3在分析了重金属元素对土体的物理原状土中阳离子在胶结力作

4、用下基本处于平衡稳定性质、工程性能等方面的影响，并考虑多种因素共同状态]，当重金属元素侵入后受土颗粒表面负电荷的作用后，研究得出了重金属污染土的迁移特性与腐蚀吸引土中阳离子明显提高，而颗粒表面的负电场却对特性。经室内和现场试验证明，重金属元素在土体中阴离子产生明显的排斥，且阴离子浓度降低时阳离子的迁移与腐蚀对土体的工程性能有很大影响。为了浓度却不断提高[1]，这主要是因为颗粒表面电荷对离进一步探讨重金属污染土的力学性能和本构关系，对子分布有着极大的影响造成的。离子交换过程表现重金属污染土进行了三轴固结不排水剪切、直剪、压缩对比试验，并通过试验结果分析了重金属污染土的为侵入元素扩散后

5、置换了土中固有的元素，如侵入离应力一应变关系。子Cd、Pb置换了土中的Ca、Mg等离子，使其由稳定态变为不稳定态；土中原有的离子在颗粒内收稿日期：2014—10—10基金项目：国家科技部院所开发专项项目[2Ol13152资助。作者简介：莫菲苹(1971一)，女，助理工程师，主要从事岩土工程及生产、科研管理工作。Email：307605057@qq．com通讯作者：程峰(1981一)，男，博士，高级工程师，主要从事岩土工程及地质灾害防治工作E—mail：109629706@qq．corn引文格式：莫菲苹，程峰．重金属污染物侵入对土体强度影响的试验研究[J]．矿产与地质，2015，29

6、(1)：114—118．第29卷第1期莫菲苹等：重金属污染物侵入对土体强度影响的试验研究1l5部阴离子的引力下发生还原反应，由于侵入离子的活性一般大于土中原有离子，破坏后土体的性能一般很难恢复。(2)双电层厚度变化土体粘粒在自然界中一般带负电荷，土颗粒周围因静电引力存在电场。颗粒表面由于静电引力最强，离子和极性分子会被牢牢吸附，在表面形成固定层。由固定层往外离子的活动性能逐渐增大而到达扩散层，固定层与扩散层组成了颗粒间的双电层。双电层之间存在引力势能与斥力势能，当斥力大于引力时，胶体颗粒相互排斥形成分散图1重金属元素作用示意图结构，相反当引力大于斥力时，胶体颗粒相互靠拢形Fig．1

7、Sketchofinfluenceofheavymetalelements成凝聚结构。在重金属侵入后的污染土壤环境下，土体中的原有的化学成分被改变，增加了新的化学成研究表明土中重金属元素对土体性能的影响主分，土中离子平衡被打破。侵人的重金属阳离子不断要有两个方面：①土体的孔隙比增大、含水量降低，加被吸引到土颗粒负电荷的表面，引起了双电层的扩快了土体板结硬化速度，提高了硬化程度，使土体形散，为重金属阳离子的侵入提供了优先扩散路径。双成沉积岩式的蜂窝结构，土体的密实度、强