《EPS淤泥混合轻量土试验及其工程应用模拟研究》

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近年来,随着中国水利及城市设施的不断扩大,每年产生淤泥量也居高不下,据有关部门调查,仅国内湖泊、河道产生的淤泥每年可达7000万吨,加上城市下水道的淤泥,中国每年需要处理的淤泥量高达1亿吨以上。若将淤泥就近堆放弃埋,不仅会占用大量耕地,而且会产生污染物扩散、河流污染等环境问题,如何妥善处置淤泥已经成为亟需解决的现实问题。

在现有的国内外疏浚淤泥方法中,传统的脱水、烧结方法难以适应大批量的淤泥处理。淤泥轻量化处理技术可把淤泥当作“资源”来看待,通过添加发泡聚苯乙烯(Expanded Polystyrene Sheet,简称EPS)、固化剂,混合拌制而成具有一定强度、轻质的人工合成填料。淤泥轻量土作为一种新型的环保土体,其不仅具有轻质高强、固化前具有流动性、易施工性及固化后可以自立等优点,而且可将废弃淤泥进行资源清洁转化,实现淤泥的“变废为宝”,有效解决淤泥堆放污染环境等问题。总之,淤泥轻量土是一种具有良好经济性和社会性的新型土体材料,不仅可以解决淤泥的污染问题,而且也可实现废弃淤泥资源化,在工程实践中有着广阔的应用前景。

在轻量化方面,淤泥轻量化处理始于国外,其核心内容尚未公开,中国也缺乏其核心科学与关键技术研究,特别是在EPS淤泥再生混合轻量土的最优配方、力学性能及工程应用等方面亟需突破,该项目针对以上问题,开展了系统研究。

项目组在广泛搜集、分析相关领域国内外研究资料和研究进展的基础上,运用地质学、第四纪地貌学、水文地质工程地质学、水文学、环境学和材料学等综合学科相结合的研究方法,采用最新实验手段和基础平台对淤泥轻量土技术开展系统研究。项目组经过多年努力,取得了如下成果:(1)系统进行了淤泥混合轻量土的物理力学参数研究,明确了其常规力学参数与各影响因素之间的关系;(2)综合试验成果确定了淤泥混合轻量土的最优配合比,提出了其配方公式;(3)采用室内试验参数,利用数值模拟手段分析了淤泥混合轻量土在填土工程中的应用,为淤泥淤泥混合轻量土的工程应用提供了重要理论依据。

该项目开展的淤泥再生发泡颗粒混合轻量土技术具有中国自主知识产权,在国内具有广阔的应用市场并,项目研究可为国内淤泥资源清洁转化、淤泥轻量土的应用和推广提供技术支撑。项目研究成果先后被河南嘉乐建筑工程有限公司、郑州禹班建筑安装工程有限公司、河南水环科技有限公司等多家单位应用于淤泥软土地基处理,取得了良好的工程效果,产生了较好的社会效益。其环保性强、技术先进、性价比高,与同类淤泥技术处理相比具有明显优势,经专家鉴定,技术体系整体上达到国内先进水平,与国内外同类产品或技术竞争也具有很强的竞争力。

该项目近年来获批发明专利2项、实用新型专利6项、出版著作2部、发表论文18篇(其中SCI论文2篇、EI论文9篇),先后获河南省教育厅科技成果一等奖、郑州市科技进步二等奖、河南省学术论文三等奖等多项奖励。

成果说明

河南工业大学“EPS淤泥混合轻量土试验及其工程应用模拟研究”的研究成果已河南嘉乐建筑工程有限公司、郑州禹班建筑安装工程有限公司、在河南水环科技有限公司等单位得到了应用,用户在进行相关淤泥处理的设计及施工任务,依据课题组的研究成果,快速的进行了配合比设计。具体应用如下: 河南嘉乐建筑工程有限公司参与了郑州金沙湖高尔夫观邸项目的建设,其占地面积约137万平方米。在勘查过程中,发现该地区部分地域属于软土地质,工程力学性能较差。在进行调研后,依据课题相关的试验数据研究成果,快速的进行了地基处理设计。 郑州禹

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