岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (S1): 259-267.doi: 10.16285/j.rsm.2022.1335

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

纳米SiO2和石灰固化滨海石油污染土试验研究

张艳美1,张建2,袁彦昊1,孙文秀1   

  1. 1. 中国石油大学(华东) 储运与建筑工程学院,山东 青岛 266580;2. 山东科技大学 交通学院,山东 青岛 266580
  • 收稿日期:2022-08-26 接受日期:2022-11-12 出版日期:2023-11-16 发布日期:2023-11-17
  • 作者简介:张艳美,女,1972年生,博士,副教授,主要从事岩土体加固与改良研究。
  • 基金资助:
    山东省研究生教育质量提升计划项目(No. SDYAL17020)。

Experimental study of coastal petroleum-contaminated soil using nano-SiO2 and lime as additives

ZHANG Yan-mei1, ZHANG Jian2, YUAN Yan-hao1, SUN Wen-xiu1   

  1. 1. College of Pipeline and Civil Engineering China University of Petroleum (Huadong) Qingdao 266580, China; 2. College of Transportation Shandong University of Science and Technology Qingdao 266580, China
  • Received:2022-08-26 Accepted:2022-11-12 Online:2023-11-16 Published:2023-11-17
  • Supported by:
    This work was supported by the Shandong Province Graduate Education Quality Improvement Program (SDYAL17020).

摘要: 利用纳米SiO2(nano-SiO2,简称NS)和石灰固化滨海石油污染土,通过一系列界限含水率试验、无侧限抗压强度试验和pH试验研究了NS和石灰对滨海石油污染土固化效果的影响;通过扫描电镜试验和X射线衍射试验进行了典型改良石油污染土的微观结构和矿物学分析。结果表明:对于5%含油率的滨海石油污染土,NS-石灰联合能够显著提高石油污染土的强度,在3%石灰改良石油污染土中分别掺入1%和2% NS,石灰改良石油污染土的7 d饱和无侧限抗压强度分别达到421、727 kPa,为不掺NS的3倍和5倍多。同时,NS的加入降低了单独采用石灰改良石油污染土的pH值,减小了石灰对环境的危害。扫描电镜试验和X射线衍射试验也证明,与单独掺入石灰相比,NS-石灰联合时,NS加速了石灰的水化反应,促进了水化硅酸钙的生成,使得滨海石油污染土的强度大幅提高。

关键词: NS-石灰, 石油污染土(PCS), 无侧限抗压强度, 微观结构

Abstract: In this study, the nano-SiO2 (NS)and lime were used to solidify the coastal petroleum-contaminated soil. The effects of nano-SiO2 and lime on the solidification of coastal petroleum-contaminated soil(PCS) were studied through Atterberg limits tests, unconfined compressive strength tests and pH tests. The microstructure and mineral composition of typical modified petroleum-contaminated soil were analyzed by scanning electron microscopy and X-ray diffraction tests. The results indicate that the unconfined compressive strength of petroleum-contaminated soil with 5% petroleum content modified by NS-lime increases significantly. By adding 1% or 2% NS to the 3% lime-modified petroleum-contaminated soil, the 7-day saturated unconfined compressive strength of lime-modified petroleum-contaminated soil reaches 421 kPa and 727 kPa, respectively, more than 3 times and 5 times of that without NS. Meanwhile, adding NS reduces the pH of lime-modified petroleum-contaminated soil and the harm of lime to the environment. Furthermore, the scanning electron microscope test and X-ray diffraction test also prove that, compared with adding lime alone, when NS and lime are combined, the NS accelerates the hydration reaction of lime, promotes the formation of hydrated calcium silicate, and greatly improves the strength of coastal petroleum-contaminated soil.

Key words: NS-lime, petroleum-contaminated soil(PCS), unconfined compressive strength, microstructure

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