岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (5): 1502-1509.doi: 10.16285/j.rsm.2019.1271

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

絮凝-水平真空两段式脱水法处理高 含水率疏浚淤泥模型试验研究

蒲诃夫1，潘友富1，KHOTEJA Dibangar1，周洋2   

  1. 1. 华中科技大学 土木工程与力学学院，湖北 武汉 430074; 2. 河南工业大学 土木工程学院，河南 郑州 450001
  • 收稿日期:2019-07-22 修回日期:2019-10-06 出版日期:2020-05-11 发布日期:2020-07-07
  • 通讯作者: 周洋，男，1988年生，博士，助理研究员，主要从事吹填土处理和真空预压等方面的研究工作。E-mail: robertzhouy@163.com E-mail: puh@hust.edu.cn
  • 作者简介:蒲诃夫，男，1985年生，博士，教授，主要从事环境岩土、岩土工程等领域的研究工作
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目（No. 51678268, No. 51878312, No. 51908235）；全国博士后科学基金资助面上项目（No. 2018M632863）。

Model test on dewatering of high-water-content dredged slurry by flocculation-horizontal vacuum two-staged method

PU He-fu1, PAN You-fu1, KHOTEJA Dibangar1, ZHOU Yang2   

  1. 1. School of Civil Engineering and Mechanics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, Hubei, 430074, China; 2. College of Civil Engineering, Henan University of Technology, Zhengzhou, Henan 450001, China
  • Received:2019-07-22 Revised:2019-10-06 Online:2020-05-11 Published:2020-07-07
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51678268, 51878312, 51908235) and the Post-Doctoral Science Foundation of China (2018M632863).

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摘要： 针对目前预制竖向排水板（PVD）真空预压法处理疏浚淤泥（软土）时存在的板材弯折和淤堵严重的问题，提出了一种絮凝沉积-水平真空两段式脱水法处理高含水率疏浚淤泥。首先，开展PVD和水平排水板（PHD）对比模型试验，表明PHD相对于PVD具有板材变形小、脱水速率均匀、长期脱水效果好等优点。就研究案例而言，PVD的最终排水量仅为PHD的77.4%。然后，研究了絮凝剂（阴离子型聚丙烯酰胺即APAM）对絮凝沉积-水平真空两段式脱水法排水性能的影响，研究显示絮凝剂的添加可以大幅提高疏浚淤泥的脱水效率。絮凝剂主要通过沉积脱水降低含水率以及絮凝簇团作用改善土体的不均匀固结问题两个方面来整体提高脱水效率；相较于没有添加絮凝剂的试验组，适量添加絮凝剂（0.45%干土质量）可缩短35%的脱水时间。最后，分析了静置沉积时长（即真空介入时间点）对脱水速率的影响。结果表明真空介入过早不利于絮凝剂发挥最大脱水效果且易带来明显的不均匀固结问题，最佳介入时间为静置沉积24 h后。

关键词: 水平排水板, 真空预压, 絮凝, 模型试验

Abstract: A two-stage method for dewatering high-water-content dredged slurry by flocculation and vacuum-assisted prefabricated horizontal drain (PHD) was proposed to increase the dewatering efficiency by addressing the issues of serious bending and clogging that are typically encountered when using the prefabricated vertical drain (PVD). Firstly, comparison of model tests using PVD and PHD, respectively, under vacuum preloading indicates that the PHD has advantages of uniform settlement of soil, negligible bending of the drain board, uniform dewatering rate and better dewatering efficacy. For the cases considered in this study, the mass of water drained out by PVD was only 77.4% of that by PHD. Effect of flocculation on the dewatering efficacy was investigated and the results indicated that impact of the flocculant (APAM) dosage on the dewatering rate was significant. With moderate addition of APAM (e.g., 0.45% of dry soil mass), the time required for dewatering was shortened by 35%. Lastly, the influence of sedimentation time (i.e., waiting time before applying vacuum pressure) on dewatering rate was studied. The results showed that if the sedimentation time is insufficient, the effect of flocculation cannot be mobilized fully , and as a result, will lead to significant non-uniform consolidation and reduced dewatering efficacy. The best time to start the vacuum pressure is 24 hours after the beginning of sedimentation.

Key words: prefabricated horizontal drains, vacuum preloading, flocculation, model test

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[1] 张纪蒙, 张陈蓉, 张凯, . 砂土中大直径单桩水平循环加载模型试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(3): 783-789.
[2] 胡利文, 刘志军, . 真空预压加固土体变形机制分析[J]. 岩土力学, 2021, 42(3): 790-799.
[3] 郑俊杰, 邵安迪, 谢明星, 景丹, . 不同填土宽度下设置EPS垫层挡土墙试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 324-332.
[4] 万志辉, 戴国亮, 龚维明, 高鲁超, 徐艺飞, . 钙质砂后压浆桩水平承载性状模型试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 411-418.
[5] 肖捷夫, 李云安, 胡勇, 张申, 蔡浚明, . 库水涨落和降雨条件下古滑坡变形特征 模型试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 471-480.
[6] 史江伟, 范燕波, 裴伟伟, 陈永辉, 张显, . 盾构下穿非连续管线变形特性及预测方法研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 143-150.
[7] 刘春林, 唐孟雄, 胡贺松, 岳云鹏, 侯振坤, 陈航, . 考虑桩底沉渣的随钻跟管桩竖向承载 特性模型试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 177-185.
[8] 李建东, 王旭, 张延杰, 蒋代军, 刘德仁, 李盛, . 水蒸气增湿非饱和黄土热湿迁移规律研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 186-192.
[9] 徐刚, 张春会, 于永江, . 综放工作面覆岩破断和压架的试验研究及预测模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 106-114.
[10] 刘润, 曹添铭, 陈广思, 张海洋, 李成凤. 插拔桩靴对临近桩靴承载力的影响研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(9): 2943-2952.
[11] 曾超峰, 薛秀丽, 宋伟炜, 李淼坤, 白宁. 开挖前降水引发基坑变形机制模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(9): 2963-2972.
[12] 胡伟, 孟建伟, 姚琛, 雷勇, . 浅埋平板圆锚竖向拉拔极限承载力计算方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(9): 3049-3055.
[13] 罗易, 张家铭, 周峙, 契霍特金, 米敏, 沈筠, . 降雨-蒸发条件下土体开裂临界 含水率演变规律研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2592-2600.
[14] 丁楚, 余文瑞, 史江伟, 张宇亭, 陈永辉, . 水平循环荷载下桩基变形特性的离心模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2659-2664.
[15] 邓玮婷, 丁选明, 彭宇, . 珊瑚砂地基中膨胀混凝土桩竖向受压承载性能研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2814-2820.
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[1] 徐金明,羌培,张鹏飞. 粉质黏土图像的纹理特征分析[J]. , 2009, 30(10): 2903 -2907 .
[2] 张力霆，齐清兰，魏静，霍倩，周国斌. 淤填黏土固结过程中孔隙比的变化规律[J]. , 2009, 30(10): 2935 -2939 .
[3] 张其一. 复合加载模式下地基失效机制研究[J]. , 2009, 30(10): 2940 -2944 .
[4] 张明义，刘俊伟，于秀霞. 饱和软黏土地基静压管桩承载力时间效应试验研究[J]. , 2009, 30(10): 3005 -3008 .
[5] 吴 亮，钟冬望，卢文波. 空气间隔装药爆炸冲击荷载作用下混凝土损伤分析[J]. , 2009, 30(10): 3109 -3114 .
[6] 周晓杰，介玉新，李广信1. 基于渗流和管流耦合的管涌数值模拟[J]. , 2009, 30(10): 3154 -3158 .
[7] 吴昌瑜，张 伟，李思慎，朱国胜. 减压井机械淤堵机制与防治方法试验研究[J]. , 2009, 30(10): 3181 -3187 .
[8] 崔皓东，朱岳明. 二滩高拱坝坝基渗流场的反演分析[J]. , 2009, 30(10): 3194 -3199 .
[9] 贾宇峰，迟世春，林 皋. 考虑颗粒破碎影响的粗粒土本构模型[J]. , 2009, 30(11): 3261 -3266 .
[10] 倪骁慧，朱珍德，赵 杰，李道伟，冯夏庭. 岩石破裂全程数字化细观损伤力学试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3283 -3290 .
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