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酸、碱污染土的试验研究

作　者: 张晓璐
导　师: 刘汉龙
学　校: 河海大学
专　业: 岩土工程
关键词: 酸、碱污染土 化学腐蚀 矿物成分 离子交换 物理力学性质 微观结构 微观参数 相互影响
分类号: X132
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


随着城市建设的发展，环境污染日益严重，土壤污染对工程建设的影响越来越大，污染土研究是环境岩土工程领域中的一个崭新课题，受到了广泛的关注。本文在室内试验的基础上，对酸、碱污染土的化学腐蚀机理、物理力学性质和微观结构三个方面进行了研究，主要内容包括：(1)通过室内浸泡方法，用不同浓度盐酸和氢氧化钠溶液制备污染土样，污染后酸、碱溶液的外观颜色发生变化，其主要原因是由于土体矿物成分与化学溶液发生离子交换反应形成的。(2)对污染前后土体矿物成分进行测定得到：粘土矿物的主要成分是高岭石和伊利石，通常情况下不会与酸、碱反应；土体中的游离氧化物和水溶盐含量会发生变化，它们与酸、碱作用发生化学溶蚀、沉淀等反应，生成新的矿物成分；由于土壤腐殖物质中胡敏酸和富里酸能与酸、碱反应，土体中有机质含量随着酸、碱溶液浓度的增大而减少；通过离子交换反应，溶液中的离子进入结合水膜，使结合水膜厚度发生变化，造成土体物理力学性质的变化。(3)对污染前后土体进行物理力学指标的测定后得到：土样的基本物理指标，如质量、密度、含水率、比重、孔隙比、液限、塑限及塑性指数等都会随着酸、碱溶液浓度的变化而变化；并且土体的变形特性和抗剪强度也会在酸、碱污染后发生变化。造成土体物理力学性质变化的原因主要是土体与酸、碱发生化学反应，矿物成分发生改变，结构胶结物质被溶蚀，土体结构被破坏，特殊离子进入结合水膜，结合水膜厚度发生变化，进而影响了土颗粒间的相互作用力。(4)通过扫描电镜SEM对酸污染土微观结构进行研究，分析污染前后土体微观图像的形貌变化；并通过GeoImage图像处理程序，对扫描电镜图像进行微观参数分析得到：颗粒所占比例、分布分维和定向度随酸溶液浓度的增大而减小，孔隙所占比例、分布分维、定向度和土体结构的欧拉数随酸溶液浓度的增大而增大。土体微观结构参数在宏观物理力学指标中有与之对应的参数，微观结构的变化和宏观物理力学性质的变化互相影响。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-22
  1.1 引言  10-11
  1.2 污染土的来源、特征及研究内容  11-12
  1.3 污染土的国内外研究现状  12-21
    1.3.1 污染土特性的研究  12-16
    1.3.2 污染土的测试与试验技术  16-18
    1.3.3 污染土的修复处理技术  18-20
    1.3.4 污染土的岩土工程分析与评价  20-21
  1.4 本文所做的主要工作  21-22
第二章 酸、碱污染土样的制备及矿物成分的测定  22-36
  2.1 引言  22
  2.2 试样的制备  22-26
    2.2.1 土样的选取  22-23
    2.2.2 酸、碱污染溶液的配制  23-24
    2.2.3 污染土样的制备  24
    2.2.4 污染土的外观变化  24-26
  2.3 土样矿物成分的测定  26-33
    2.3.1 粘土矿物  27-30
    2.3.2 游离氧化物  30-31
    2.3.3 水溶盐  31-32
    2.3.4 有机质  32-33
  2.4 离子交换反应  33-34
  2.5 本章小结  34-36
第三章 酸、碱污染土的物理力学特性试验研究  36-54
  3.1 引言  36
  3.2 酸、碱污染土基本物理性质的变化  36-46
    3.2.1 质量的变化  36-37
    3.2.2 含水率的变化  37-40
    3.2.3 比重的变化  40-41
    3.2.4 密度的变化  41-42
    3.2.5 孔隙比的变化  42-43
    3.2.6 液、塑限的变化  43-46
  3.3 酸、碱污染土力学性质的变化  46-52
    3.3.1 变形特性  46-50
    3.3.2 抗剪强度  50-52
  3.4 本章小结  52-54
第四章 酸污染土微观结构的试验研究  54-67
  4.1 引言  54
  4.2 酸污染土微观结构的观测  54-58
    4.2.1 扫描电镜(SEM)技术介绍  54-55
    4.2.2 试样的制备  55-56
    4.2.3 微观结构的形貌分析  56-58
  4.3 酸污染土微观结构的定量化研究  58-66
    4.3.1 GeoImage程序介绍和应用  58-61
    4.3.2 酸污染土微观结构参数的选择  61-62
    4.3.3 酸污染土微观结构参数分析  62-65
    4.3.4 微观结构参数与宏观物理力学指标的相关性  65-66
  4.4 本章小结  66-67
第五章 总结与展望  67-70
  5.1 全文总结  67-68
  5.2 存在问题及展望  68-70
参考文献  70-73
致谢  73

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境科学基础理论 > 环境化学 > 环境分析化学
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