研究钢渣以及钢渣修改淤泥土的渗透性随着新Geo-Backfill材料

文摘

炼钢渣的合理用于岩土回填项目或软地基处理项目,三种钢渣等好,粗糙,和砾石钢渣通过粒子分析测试,研究了相对密度测试,比重测试获得基本物理参数。考虑的影响相对密度、级配和其他因素,常水头渗透测试纯钢渣和可变头渗透率测试改性淤泥土不同混合内容的钢渣进行测试渗透率系数在不同工作条件。预测公式的渗透系数三种纯钢渣和钢铁slag-treated淤泥土,分别推导出。得出结论,纯钢渣的渗透系数受粒子大小和相对密度的影响很大,类似于粉煤灰的渗透系数和细沙在密集的州,和相对密度越大,渗透系数越小。钢slag-treated淤泥土的渗透系数钢渣混合内容的增加而增加,表明,钢渣可以明显提高淤泥土的渗透性能。研究结果为设计和施工提供参考钢渣应用于路基回填,钢渣修改淤泥土和其他项目。

1。介绍

渗透系数是渗透速度,当水力梯度等于1,这是机械性能的重要指标,直接测量土壤的渗透性。土的渗透系数主要受土壤的类型、层次、密度、温度、和其他因素,不能计算,只能测量直接通过测试。当前地质报告只提供渗透系数的值或范围值,也没有相应的密度的渗透系数值。更科学的状态对应的物理状态,当给定的渗透系数。

有许多研究传统土壤的渗透性能。常水头渗透仪是用来进行渗透性能测试与不同的粗粒砂内容,研究粗粒砂的影响渗透系数(1]。人们已经发现,越粗粒子合并,对渗透系数的影响就越大。

高变异性存在于协会的渗透率值相比,从水泥混凝土获得测量(2]。添加适量的玻璃回收废物可能促进玻璃砂土壤的渗透性能3]。The lowest permeability is obtained in natural clay, compacted consolidated clay, and compacted clay [4]。实验室保水曲线、透水性和透气性测试进行了研究压缩和降解的影响内在渗透率和水含量的影响相对渗透率的钻孔标本。

干密度有很大影响压实和不饱和黄土的渗透系数5]。人们已经发现,粉土的渗透系数随其密度增加而降低,因此密度是一个重要因素影响土壤的渗透系数(6]。The permeability characteristics of fly ash added by loess has also been studied, and people proposed that the permeability coefficient of fly ash can be reduced by adding different proportions of loess [7]。渗透系数的红色泥岩是通过自行设计还测量了不同密度下的“L”模型试验(8]。The influence of particle size and gradation of soils on permeability coefficients was studied [9]。目前,公认有效的颗粒大小和孔隙率e有一个对渗透系数的影响。然而,没有统一的形式他们的理解,分别出现在渗透系数的理论预测公式。

城市固体垃圾的处理全球城市已成为一个复杂的问题。钢渣是钢铁工业中产生的浪费。随着世界经济快速发展,废渣生产过程增加逐年增加的钢铁需求。钢渣的输出在中国每年超过1亿吨,现在已经积累了超过2亿吨。它仍然是增加每年数千万吨。考虑到大量的天然材料日常用于道路建设,有必要找到一种方法,以减少其对环境的不利影响。大积累浪费钢渣不仅占用大量的土地,还污染了环境,影响社会的可持续发展。辅助材料的长期业绩是在道路建设成为一个具有挑战性的方面他们未来的行为难以估计。使用四种回收工业固体废物材料总结在沥青路面在英国,包括废弃物钢渣和废轮胎(10]。工业废物再利用的可持续性包括废弃物钢渣和废轮胎由蔡(能量来源进行了分析11在台湾的工业部门。钢渣和碎石混合物作为柔性路面的基础材料研究钢渣含量对力学性能的影响的混合物12]。废渣的主要利用方式之一是用作建筑材料,尤其是广泛应用于道路工程和基础回填项目,如基金会,底基层,轴承用noncementitious材料层区域在大规模的需求(防冻层和轴承层粗碎石头),沥青混合料基地,甚至沥青表面。因此在公路中的应用和基础工程的方法之一是使用大量的废渣容易和经济。然而,道路或较高的地基工程排水和抗震的标准要求回填材料有良好的透水性。

目前,使用火电发电厂产生的粉煤灰广泛用于大坝建设和基础回填,在许多方面表现出优越的工程性能。然而,粉煤灰缺乏必要的凝聚力,当遇到水反应敏感,对安全运行产生负面影响的项目。但研究表明,钢渣胶凝和凝聚力的属性。如果钢渣的渗透性能很好13),它将更适合比粉煤灰应用于实际工程的路基和基础。作者在文献[14- - - - - -16]和[17]研究了挡土墙的相关工作的表现。寻求一种新的geomaterial具有良好渗透性挡土墙回填也是一个重要的研究任务,提高挡土墙的工作性能。因此,有必要研究钢渣在岩土工程应用的渗透性能。

有很多影响因素对钢渣的渗透系数,和机制是非常复杂的。没有学者研究了钢渣的渗透性能。本文的渗透性能研究两个工程问题,一个是纯粹的钢铁渣回填项目的应用,另一个是钢铁slag-treated淤泥土,是包括在内。首先,常水头渗透试验的纯钢渣被考虑到相对密度,进行分级,和其他因素,试图揭示了纯钢渣的渗透系数的变化规律。其次,钢slag-treated淤泥土的渗透性特征研究了考虑不同的钢渣混合内容,试图揭示了渗透系数的变化规律包含钢渣的混合物。

2。钢渣的基本物理特性测试

2.1。粒子分析测试

测试中使用的废弃物钢渣在张家港市是由立法机构公司,江苏,中国。浪费钢渣老化已经堆放了8个多月,化学性质稳定;因此,可以直接用于岩土工程。自然堆积状态如图1。

(一)

(b)

(c)

在测试之前,三种钢渣在阳光下被风干,然后少量的大型粒子大于20毫米已筛出。

首先,采用筛分方法对钢渣进行颗粒分析测试图所示1,筛分分析测试的结果在三种钢渣如表所示1。摘要三种钢渣为区分定义他们显然基于尺寸范围。钢渣的质量超过50%的总质量与粒径小于1毫米被定义为细钢渣。钢渣的质量超过50%的总质量与粒子大小超过1毫米,不到5毫米被定义为粗钢渣。钢渣的质量超过50%的总质量与粒子大小超过2毫米被定义为砾石钢渣。钢渣是根据三个杰出的定义。


材料	粒径组(毫米)
材料	0 0.075∼	0.075∼0.1	0.1∼0.5	0.5∼1	1∼2	2∼5	5∼10	10∼20

细钢渣	2.1	4.9	24.9	21.3	46.8	0	0	0
粗钢渣	0.8	7.9	14	14.1	32.2	31.0	0	0
砾石钢渣	2.1	2.2	15.7	15.4	13.6	30.2	16.6	4.2

根据粒子分析测试的结果,三种钢渣的级配曲线绘制如图2,他们的计算粒度参数,如表所示2。不均匀系数的三种钢渣都超过5,但曲率系数细钢渣和砾石钢渣都在1和3之间,因此他们分级。和曲率系数粗糙的钢渣超过3,因此这是分选差的。


材料	参数
材料

细钢渣	9.38	1。3	0.13	0.45	1.22	0.91
粗钢渣	13.7	3.85	0.11	0.80	1.51	1.45
砾石钢渣	14.7	1.14	0.20	0.82	2.94	2.11

2.2。钢渣的相对密度测试

常水头渗透测试的控制因素之一的纯钢渣是相对密度。因此,最大和最小干密度的三种钢渣需要通过测试来衡量,然后是相对密度可以通过使用下列公式计算: 在哪里钢渣的干密度,最小干密度,是最大的干密度。

最小干密度测量采用漏斗法和最大的干密度与锤击的方法测量。测试材料如图3。两个平行实验,他们的平均值是当他们的差异小于0.03克/厘米³。

(一)

(b)

(c)

最大和最小干密度的三种类型的钢渣通过测试如表所示3。是样本密度和代表了钢渣在自然状态下的密度称为自然密度。


材料	密度
材料	最大干密度	最小干密度	自然密度

细钢渣	2.58	1.96	2.17
粗钢渣	2.53	1.95	2.10
砾石钢渣	2.40	1.57	1.77

2.3。钢渣的比重测试

钢渣的比重是实际测量指数,其准确性直接影响其他指标的准确性。采用比重瓶法测试,因为粒子尺寸的粗和细钢渣都在5毫米,和一个暂停重测试方法被采用,因为粒子大小的砾石钢渣超过5毫米占近20%。

测量特定的重力值如表所示4并与传统的土壤。得出三种钢渣的比重都比传统的土壤,和细钢渣和粗的比重钢渣是相似的。砾石钢渣的比重小于粗和细钢渣,但比常规土壤砂等。


土壤类型	细钢渣	粗钢渣	砾石钢渣	沙(18]	粘土(18]	粉煤灰(19]

比重	3.57	3.63	3.10	2.65	2.75	2.35

3所示。渗透测试纯钢渣特征

3.1。测试计划

土的渗透系数是受到很多因素的影响,包括土壤颗粒的级配、相对密度、土壤颗粒的形状,和温度。在本文中,两个因素的相对密度和颗粒分级主要是考虑,和共有18组的测试条件下的三个层次。相对密度与木锤压实控制方法。每组3个平行实验是在室温下进行的。为了消除温度的影响,水温测试期间测试。最终测试结果是最终修改后的渗透系数在20°C。设置水平的相对密度三种钢渣在渗透率测试如表所示5。


考虑因素	相对密度(%)

细钢渣	10	20.	40	50	60	70年
粗钢渣	10	20.	40	50	60	70年
砾石钢渣	10	20.	40	50	60	70年

价值是相对密度的设计值,和结果的分析是基于测量值。

3.2。测试设备和测试方法

测试设备是tst - 70型渗透仪,如图4。圆柱体的高40厘米,内径是10厘米,底部面积一个,两个压强计管的间距l。常数测试方法采用主管。水测试被沸腾的脱气方法,并在测试中水温高于室内温度3 - 4°C (20.]。

干钢渣的6公斤被测试,和钢渣圆柱体在12层。为了保持相同的每一层的相对密度,相同质量的钢渣被放置在每一层,然后用木锤轻轻紧凑的每一层均匀的厚度2.5厘米。阻止水夹慢慢打开每一层放置后,水从桶的底部慢慢渗透到样本饱和。水流对饱和样品不应过快,防止样品得到休息。阻止水夹关闭当水到达每一层的顶部,然后钢渣放在下一层。层中的示例加载和饱和,停止直到顶端的样本5厘米以下的气缸,以确保样品高30厘米。然后,剩余钢渣的质量重,计算样品的总质量。钢网垫被上面示例作为一个缓冲层和水被释放,然后停止水夹关闭水面高出2厘米时垫片。

供水管道从水中分离传输管、供水管是放置在圆柱,然后停止水夹打开水注入汽缸,直到水面达到溢流孔的高度。站了两分钟后,调整管的喷嘴位置降低,直到每个测压管水位和溢流孔在同一高度。通过样品后水渗透,然后从调整管泄出,阻止水夹调整保持不断滴落溢流孔,以便维护桶的水位不变。后的测压管水位变得稳定,测压管水位值是读取和水位差异计算。记录的秒表开始渗透 ,一定量的水在气缸同时,收集和水温在进口和出口处标气缸的记录,把他们的平均价值。

调整管的喷嘴是减少中间的位置和1/3的样本,水力梯度的变化。继续以上操作步骤重复测量。

3.3。测试结果和分析

3.3.1。计算方法

钢渣的渗透系数是根据以下公式计算。平行实验结果的三种钢渣在不同相对密度如表所示6: 在哪里平均水位差异(cm),是两个压强计管的中心之间的距离,然后呢渗漏量在时间吗t。


材料	(%)	(10⁻³厘米/秒)	材料	(%)	(10⁻²厘米/秒)	材料	(%)	(10⁻³厘米/秒)

细钢渣	22.11	6.96	粗钢渣	8.93	7.91	砾石钢渣	38.32	9.23
		6.44			7.51			7.52
		6.19			7.73			6.37
	30.68	6.48		33.21	7.49		49.65	28.3
		6.39			7.50			26.1
		6.31			7.21			17.1
	44.72	5.58		47.07	7.07		66.07	9.24
		5.13			7.41			9.09
		4.54			6.74			8.91
	46.40	4.14		53.44	0.71		68.02	6.92
		4.01			0.64			6.43
		3.88			0.53			6.01
	65.63	3.42		59.67	4.11		71.73	1.13
		3.34			3.28			0.95
		3.33			2.91			0.81
	74.80	3.12		69.21	3.22		78.22	1.17
		3.14			3.17			0.68
		2.98			2.46			0.49

发现在每组平行实验的结果减少测试期间。其原因可能是钢渣遇到水时表现出轻微的可扩展性。开始渗透,渗透速度快,因为有许多小孔的钢渣因为他们不是完全致密。随着渗透时间变得更长,钢渣略有扩大,气孔的体积减少,导致渗透的障碍,从而减少渗透能力。在测试过程中,常常测压管读数出现不稳定的情况,甚至没有读数发生,这是由于不均匀压实层在制作样品的过程中,导致样品的不同部分的不同渗透性能,因此样本内的水压力不正常。因此,严格的样品制备过程的基础实验的成功。

钢渣在标准温度下的渗透系数是根据以下公式来计算的,和结果如表所示7: 在哪里水温的渗透系数吗T°C,是渗透系数标准水温20°C (cm / s),然后呢从标准获得的粘度系数比土壤测试方法。


材料	数量	(%)	e	(cm / s)	T(°C)		(cm / s)

细钢渣	1	22	0.493	7.839×10⁻³	28.2	0.833	6.53×10⁻³
	2	30.	0.532	8.182×10⁻³	30.8	0.781	6.39×10⁻³
	3	45	0.615	6.376×10⁻³	29.8	0.798	5.08×10⁻³
	4	47	0.625	4.610×10⁻³	28.2	0.833	3.84×10⁻³
	5	66年	0.690	4.034×10⁻³	28.0	0.833	3.36×10⁻³
	6	75年	0.724	3.821×10⁻³	29.5	0.806	3.08×10⁻³
粗钢渣	1	9	0.567	8.9×10⁻²	32.0	0.765	6.81×10⁻²
	2	33	0.605	7.4×10⁻²	28.1	0.833	6.16×10⁻²
	3	47	0.635	7.073×10⁻²	28.2	0.833	5.89×10⁻²
	4	53	0.661	4.66×10⁻²	17.0	1.077	5.02×10⁻²
	5	60	0.720	3.2×10⁻²	18.0	1.050	3.36×10⁻²
	6	69年	0.824	3.05×10⁻²	18.2	1.050	3.20×10⁻²
砾石钢渣	1	38	0.422	2.77×10⁻²	18.0	1.050	2.91×10⁻²
	2	50	0.482	2.38×10⁻²	18.8	1.025	2.44×10⁻²
	3	56	0.510	1.61×10⁻²	17.0	1.077	1.72×10⁻²
	4	68年	0.592	6.4×10⁻³	18.0	1.050	6.72×10⁻³
	5	72年	0.620	0.99×10⁻⁴	18.8	1.025	1.01×10⁻⁴
	6	78年	0.715	6.80×10⁻⁵	18.0	1.050	7.20×10⁻⁵

3.3.2。渗透系数与相对密度之间的关系

关系曲线渗透系数和相对密度是画在坐标系统,如图5。可以看出,渗透率曲线不同钢渣具有相同的特点。(1)钢渣的相对密度越大,渗透系数越小,这是由于相对密度越大,钢渣的密实度越大,内部孔隙越小,和之间的差距大颗粒在毛孔充满了小颗粒和空气被压缩,从而增加自由水流的阻力。(2)渗透系数的细钢渣和粗钢渣缓慢下降时,密度较低,不到30%。转折点出现在渗透率曲线之间的相对密度为40%和60%,和渗透系数急剧下降。曲线的下降趋势减缓当相对密度60%以上。砾石钢渣的渗透系数随着相对密度明显减少。下行趋势减缓70%以上,相对密度时的法律不同于细钢渣和粗糙的钢渣,其原因可能是碎石的级配钢渣是更好的,可以从表2。

(一)

(b)

(c)

3.3.3。渗透系数与孔隙比之间的关系

根据特定的三种钢渣的特点,如表所示4、孔隙度比值计算每个状态下使用公式(4下面),如表所示7。渗透系数与孔隙比的曲线的钢渣是绘制在图6。从图可以看出,钢渣的渗透系数随着孔隙率的增加而增加,这与孔隙率迅速增加0.5至0.65的范围,然后是增长趋势倾向于温柔: 在哪里钢渣的比重,钢渣的干密度,是水的密度在4°C。

(一)

(b)

(c)

发现很难紧凑的细钢渣样品制备过程中。调整管的水出来的水滴无论如何孔隙比的变化。渗透系数稳定在10⁻³数量级,数值的差异并不大。粗差的钢渣梯级有更多的粗粒子和一个大范围的颗粒大小,因此,渗流速度明显快于细钢渣和水流动的管道,及其渗透系数都是10点⁻²数量级。根据级配曲线,可以看出,砾石钢渣的粒度分布范围大。由于许多大型粒子很容易紧凑和良好的级配。水的管道从水流与孔隙比减少水滴。孔隙率大于0.52时,逐步增加,渗透系数的砾石钢渣在10⁻²数量级和迅速增加,其渗透性能类似于粗钢渣。孔隙度比小于0.52时,逐步减少,砾石钢渣的渗透系数很小的数量级从10⁻³和达到10⁻⁴或更小。

3.3.4。在纯钢渣的渗透系数预测公式

由于渗透仪的功能限制,钢渣在测试期间不能完全压实。为了充分理解在不同条件下渗透率钢渣的特性,有必要推断预测公式在纯钢渣的渗透系数,可以修改基于传统土壤渗透系数的经验公式提出的前任,或者其拟合公式可以推导出基于本文的测试数据。

前人的研究成果对传统土壤的渗透系数预测公式主要如下(21海森]:[22)提出了渗透系数的经验公式,见公式(5下面),基于纯砂的渗透测试获得的测试数据,在哪里c是一个常数不同从1到1.5。公式不能应用在砂包含少量的淤泥和粘土。Casagrande提出了简单的关系在细沙和中粒砂的渗透系数,见公式(6)以下,表明渗透系数与孔隙率和渗透系数对应于孔隙度比值小于0.85。行动(23]推导公式新粗粒土的渗透系数,见公式(7下面)。阿和阿24得到公式(8)渗透系数基于以前的研究和自己的测试结果,在那里是一个常数:

前面的公式表明,粗粒土的渗透系数与孔隙比的关系,也就是说,

Chapuis [25)提出了一个经验关系方程k,见方程(10)下面,这是自然,有效统一的沙子和砾石。渗透系数的预测范围是10⁻¹到10⁻³可以扩展和使用的天然泥沙没有塑性,但它是无效的粉碎和一定程度的塑性材料或粉土:

废弃物钢渣的研究是一个与胶凝材料和凝聚力的特征,但是宏观粒子类似沙子和砾石。因此,渗透系数的计算公式,为钢渣可以修改基于Chapuis的经验公式。计算后,发现修改Chapuis公式适用于细钢渣和渗透系数的计算粗钢渣,如以下公式所示:

测试值之间的偏差和渗透系数的公式计算值列在表中8。


类型的钢渣	d₁₀(毫米)	E	测试值(10⁻³厘米/秒)	计算值(10⁻³厘米/秒)	偏差(%)

细钢渣	0.13	0.4937	3.08	2.998	2.65
	0.13	0.5322	3.36	3.502	−4.23
	0.13	0.6154	3.84	4.666	−21.51
	0.13	0.6257	5.08	4.815	5.21
	0.13	0.6903	6.39	5.762	9.82
	0.13	0.7246	6.53	6.267	4.02
粗钢渣	0.21	0.5674	3.2	3.971	−24.10
	0.21	0.6055	3.36	4.509	−34.19
	0.21	0.6351	5.02	4.935	1.68
	0.21	0.6613	5.89	5.318	9.71
	0.21	0.7204	6.16	6.186	−0.42
	0.21	0.8241	6.81	7.681	−12.79
砾石钢渣	0.27	0.4227	0.72	0.972	−35.03
	0.27	0.4829	1.01	1.119	−10.80
	0.27	0.5102	67.2	46.187	31.27
	0.27	0.5921	172年	186.557	−8.46
	0.27	0.6207	244年	231.389	5.17
	0.27	0.7151	291年	293.437	−0.84

两种值之间的偏差的细钢渣是非常小的,除了个别偏差约为20%,和其他偏差均在10%以内。两种之间的偏差值的粗钢渣相对较小,但有两个偏差超过20%。然而,无论细钢渣或粗钢渣,预报值和试验值的渗透系数在同一数量级,表明两个校正公式提出了合理、可靠的预测粗和细钢渣的渗透系数。

渗透系数的变化范围的砾石钢渣不同密度下宽,横跨4个数量级,从10⁻⁵到10⁻²。通过检查,发现以前的经验公式并不适用于计算渗透系数和他们不能纠正。因此,拟合公式适用于计算推导了砾石钢渣的渗透系数如公式(所示13)通过使用获得的测试数据拟合曲线。渗透系数与孔隙比的曲线砾石钢渣是绘制在图7。的拟合程度的渗透系数计算公式砾石钢渣是97.2%。

4所示。试验钢Slag-Treated淤泥土的渗透性特征

数量级的纯粉土的渗透系数小于10⁻⁷,渗透能力很弱。渗透系数的数量级的纯钢渣在10的范围⁻⁴到10⁻²从先前的研究。因此,本文旨在增加淤泥土的渗透性能通过添加钢渣。

4.1。测试材料

淤泥选择测试是海淤泥土复垦连云港的海滨大道Ctiy,江苏,中国,自然含水量为53.3%,湿密度1.73克/厘米³和比重2.74。初始测试的渗透系数的数量级10⁻⁷,渗透能力弱。在之前的测试中,发现砾石钢渣有很强的吸水能力。因此,砾石粒径组的钢渣粒径小于2毫米被添加进泥沙淤泥土的渗透系数测试修改利用钢渣。淤泥和钢渣的质量比是制定根据1:0,1:0.3,1:0.5,1:1:0.9,0.7,1:1.1描述为0%,30%,50%,70%,90%,110%,下面的纸质量的基础上干燥的淤泥,这被称为混合比的钢渣和记录。

4.2。测试设备和测试方法

因为淤泥土是一种细粒土,所选的测试设备是一个TST-55-type与南京土壤所产生的变水头渗透仪仪器有限公司,有限公司,如图8。土壤花环刀的直径是6.18厘米,其高度是4厘米,底面积一个。测试水被煮沸法脱气和水的温度是3°C到4°C高于室内温度。

(一)

(b)

在干燥和研磨淤泥,钢渣与不同比例添加。原状淤泥土被土壤中的花环刀与平滑的表面样品当纯粉土的渗透试验,如图9。干淤泥土和钢渣混合和均质样品制备过程中,和压实方法采用紧凑的样本与冲击层控制每一层的密实度的10倍。样本后,把空气中的废气和水饱和油缸,如图1010分钟,耗尽空气和饱和了10个小时。

样品完全饱和后,根据土壤的标准测试方法,土壤花环刀的样品放置在渗透仪,然后是螺母旋紧了密封设备没有漏水和漏气。入口管开关被打开,使水流的排气holez排气阀和入口管被关闭时不存在气泡排气阀。水被注入到变量头管到预定的高度。当水溢出的水出口,变量的水位头管和起始时间记录。水头的变化和时间记录在预定的时间间隔,和出口测量水温的水。三个平行实验通过改变水位的高度使用变量头管,然后他们的平均值。

4.3。测试结果和分析

变量的渗透系数是按照下列公式计算: 在哪里的截面积变量头管(厘米吗²),2.3是ln和日志的变化因素,渗流路径长度,也就是说,样本的身高(厘米),t₂和t₁分别是,阅读水头的开始和结束时间,然后呢分别是,一开始和停止水头(mm)。

测试值是渗透系数钢在室温下slag-treated淤泥土,变成了渗透系数根据前面的公式(3)。测试结果如表所示9。


钢渣的混合比	平均水温(°C)	(cm / s)		(cm / s)

0%	15.0	1.691×10⁻⁷	1.133	1.920×10⁻⁷
	14.5	1.676×10⁻⁷	1.148
	14.5	1.692×10⁻⁷	1.148
30%	13.7	3.348×10⁻⁶	1.178	3.923×10⁻⁶
	13.7	3.312×10⁻⁶	1.178
	13.5	3.39×10⁻⁶	1.178
50%	14.2	5.307×10⁻⁶	1.163	6.131×10⁻⁶
	14.1	5.236×10⁻⁶	1.163
	14.0	5.281×10⁻⁶	1.163
70%	13.5	3.155×10⁻⁵	1.178	3.467×10⁻⁵
	13.5	2.827×10⁻⁵	1.178
	13.5	2.847×10⁻⁵	1.178
90%	13.0	8.99×10⁻⁵	1.194	1.011×10⁻⁴
	13.0	9.15×10⁻⁵	1.194
	13.0	7.27×10⁻⁵	1.194
110%	11.9	1.97×10⁻⁴	1.227	3.276×10⁻⁴
	11.8	3.19×10⁻⁴	1.227
	11.8	2.85×10⁻⁴	1.227

渗透系数的曲线与钢渣混合内容是绘制在图(11日)根据表中的数据10,图中的纵坐标的渗透系数11 (b)用对数表示形式和坐标系统是一个对数坐标系统。我们可以看到在图数据点的分布(11日)修改后的淤泥土的渗透系数与钢渣混合内容的增加不断增加。渗透系数的增长速度明显增加混合钢渣含量超过50%时,和增长趋势的指数函数关系。从测试数据,纯粉土的渗透系数是1.92×10⁻⁷。渗透系数的突然增加了一个数量级,达到10⁻⁶当添加30%的钢渣粉砂。渗透系数增加了两个数量级,达到10⁻⁵当添加70%的钢渣粉砂。渗透系数增加了三个数量级,达到10⁻⁴当添加90%的钢渣粉砂。可以看出淤泥土的渗透性能可以通过添加钢渣大大提高。

(一)

(b)


材料类型	渗透系数(cm / s)	材料类型	渗透系数(cm / s)

细钢渣	1×10⁻³∼8.9×10⁻³	纯粹的砾石	> 10⁻¹
粗钢渣	1×10⁻²∼9.2×10⁻²	纯砂和砾石的混合物	10⁻³∼10⁻¹
砾石钢渣	3×10⁻⁵∼5×10⁻²	粉土、砂、粘土	10⁻⁷∼10⁻⁵
粉煤灰(9]	10⁻⁵∼10⁻³	细沙	10⁻⁵∼10⁻³
粘土(26]	< 10⁻⁷	钢slag-treated淤泥土	10⁻⁷∼10⁻³

根据渗透系数的变化规律的数据图11 (b)可以看出,线性函数在单对数坐标系统可以更好地模拟渗透系数的变化规律的钢铁slag-treated淤泥土不同混合比例的钢渣。因此,渗透系数的线性拟合公式在单对数坐标系统公式所示(15下面)。渗透系数之间的关系的钢铁slag-treated淤泥土和钢渣的混合比是通过转换公式(15),见公式(16下面)。之间的关系可以看出,钢slag-treated淤泥土的渗透系数和钢渣混合比的是指数函数:

5。与传统的岩土回填材料

为了广泛使用钢渣在岩土工程中,有必要比较渗透率钢渣的特性与传统的土壤。渗透系数的不同类型的钢渣和传统土壤表中列出10。

为了清楚的比较范围钢渣的渗透系数和传统的土壤,直方图绘制如图12。渗透系数的三种纯钢渣,钢铁slag-treated淤泥土和传统的土壤进行了比较。得出的渗透性能砾石钢渣在密州相对密度超过相当于55%的粉煤灰(27];10的数量级的范围⁻⁵到10⁻³。粗钢渣的渗透性能和细钢渣粉煤灰的比的范围的渗透系数的数量级是10⁻⁵到10⁻³,不如纯粹的砾石的数量级是超过10⁻¹,相当于纯砂和砾石含量低的混合物。渗透系数的数量级从10增加⁻⁷到10⁻³随着钢渣混合内容在修改的过程中淤泥土。因此,总的来说,钢渣的渗透性能良好,钢slag-treated淤泥土的效果很好。

6。钢渣的岩土工程应用

传统的砂和粉煤灰常被用作路基回填材料。但随着砂和粉煤灰基本上没有胶结性能和凝聚力,沙子很容易被水流和风力侵蚀。粉煤灰是光,其水稳定性比钢渣的要弱。结果表明,渗透特性的纯钢渣是好基于以前的研究在三种纯钢渣和钢铁渣胶结性能和凝聚力。因此,钢渣比沙子和合适的粉煤灰作为路基回填材料、基础等工程。

路基回填材料必须具有良好的透水性。从先前的研究结论,砾石钢渣的渗透性能与相对密度超过55%相当于粉煤灰和细钢渣的渗透性能和粗钢渣比粉煤灰和相当于纯沙子和砾石含量低的混合物。因此,细钢渣、粗钢渣和砾石钢渣在稠密的州可以替代粉煤灰在岩土工程应用程序中,和细钢渣和粗钢渣也可以取代纯砂和砾石含量低的混合物。

除了钢渣直接回填地基和基础项目前款规定,钢渣也可以用来加强和修改软粘土。从先前的研究结论,淤泥土的渗透性能很差。使用砾石钢slag-treated淤泥土不仅可以减少土壤含水量的淤泥也改善其渗透能力。渗透系数可以达到数量级超过10⁻⁵当添加70%以上的钢渣粉土土壤。粉土的渗透性可以提高通过添加钢渣在回填和治疗项目,从而提高软土基础的透水性。

7所示。结论

钢渣和钢铁slag-treated淤泥土的渗透性首次研究,可以得出一些结论如下:(1)细钢渣的渗透系数是10点⁻³数量级。粗钢渣的渗流速度明显快于细钢渣和渗透系数在10⁻²数量级。砾石钢渣的渗透系数的范围10⁻⁵到10⁻²。Chapuis公式可以应用于计算渗透系数的细钢渣和粗钢渣。(2)砾石钢渣在密州的渗透率性能相对密度超过55%相当于粉煤灰。粗钢渣的渗透性能和细钢渣粉煤灰的比,不如纯粹的砾石和相当于纯沙子和沙子和砾石含量较低的混合物。(3)淤泥土的渗透性能可以通过添加钢渣大大得到改善。增长率钢slag-treated淤泥土的渗透系数明显增加。当钢渣的混合内容超过50%,渗透系数的增长趋势是指数函数关系。(4)线性函数在单个对数坐标系统可以模拟渗透系数的变化规律的钢铁slag-treated淤泥土不同钢渣混合内容。指数函数之间的关系可以描述钢slag-treated淤泥土的渗透系数和钢渣的混合比。(5)细钢渣、粗钢渣和砾石钢渣在密集状态可以替代粉煤灰在岩土工程应用程序中,和细钢渣和粗钢渣也可以代替纯沙子和纯沙子和砾石含量较低的混合物。粉土的渗透性可以提高通过添加钢渣在软地基处理。

数据可用性

数据要求通讯作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项研究得到了江苏省自然科学基金(BK20161360),江苏省“六顶尖人才资助计划”峰值(2016 -生理- 020),江苏省研究生创新研究与实践项目(SJCX18_0773)。

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土木工程的发展

文摘

1。介绍

2。钢渣的基本物理特性测试

2.1。粒子分析测试

2.2。钢渣的相对密度测试

2.3。钢渣的比重测试

3所示。渗透测试纯钢渣特征

3.1。测试计划

3.2。测试设备和测试方法

3.3。测试结果和分析

3.3.1。计算方法

3.3.2。渗透系数与相对密度之间的关系

3.3.3。渗透系数与孔隙比之间的关系

3.3.4。在纯钢渣的渗透系数预测公式

4所示。试验钢Slag-Treated淤泥土的渗透性特征

4.1。测试材料

4.2。测试设备和测试方法

4.3。测试结果和分析

5。与传统的岩土回填材料

6。钢渣的岩土工程应用

7所示。结论

数据可用性

的利益冲突

确认

引用

版权

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