锌离子污染对膨润土一维压缩特性影响试验研究

›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (8): 2211-2219.

锌离子污染对膨润土一维压缩特性影响试验研究

刘志彬¹，方伟¹，陈志龙¹，余闯²

1.东南大学岩土工程研究所，南京 210096；2.温州大学建筑与土木工程学院，浙江温州 325035

收稿日期:2012-06-03 出版日期:2013-08-12 发布日期:2013-08-13
作者简介:刘志彬，男，1976年生，博士后，讲师，主要从事环境岩土工程方面的教学与科研工作
基金资助:
国家自然科学基金资助（No. 41272311，No. 40802065）；高等学校博士学科点专项科研基金资助（No. 20100092120049）；江苏省自然科学基金重点项目资助（No. BK2010060）；浙江省自然科学基金资助（No. LY13E080013）。

Experimental study of influence of zinc ions on one-dimensional compressibility of bentonite

LIU Zhi-bin¹, FANG Wei¹, CHEN Zhi-long¹, YU Chuang²

1. Institute of Geotechnical Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China; 2. College of Architecture and Civil Engineering, Wenzhou University, Wenzhou, Zhejiang 325035, China

Received:2012-06-03 Online:2013-08-12 Published:2013-08-13

摘要/Abstract

摘要： 为研究锌离子对膨润土重塑土压缩特性的影响，对人工制备的受不同浓度Zn2+污染的高含水率膨润土开展一维压缩、自由膨胀率、物理化学性质和扫描电镜试验。试验结果表明，在竖向压力低于某临界值（200 kPa）时，相同压力下随着Zn2+浓度增大，膨润土的孔隙比和压缩指数均降低，但当Zn2+浓度高于某临界值（0.02 mol/L）时，继续增加污染浓度膨润土的孔隙比基本保持不变，压缩指数略有降低。当竖向压力超过该临界值（200 kPa）后，膨润土的孔隙比基本不受孔隙液物理化学性质影响，仅由竖向压力决定。此外，随着孔隙液Zn2+浓度增大，膨润土的孔隙液pH值和土样比表面积减小，颗粒直径增大，膨润土中蜂窝状结构遭到破坏，黏土矿物片逐渐团聚成大直径颗粒，小孔隙消失，生成一些大的团粒间孔隙。

关键词: 锌离子, 膨润土, 压缩特性, 物理化学作用, 微观结构

Abstract: In order to study the influence of zinc ions on the compressibility of remolded bentonite, a series of tests including one-dimensional compression, free swelling ratio, physicochemical property, and scanning electron microscopy were performed on artificially prepared bentonite of high water content with different concentrations of zinc ions. Test results indicate that, when the vertical load is lower than a critical value of 200 kPa, the void ratio and compression index of the contaminated bentonite will decrease with the increasing concentration of zinc ions under a constant vertical load. However, if the concentration of zinc ions is greater than a threshold value of 0.02 mol/L, there will be little change in void ratio of bentonite; and the compression index will just decrease a little. As the vertical load is greater than 200 kPa, basically the void ratio of bentonite will not be influenced by the physicochemical property of the pore fluid but only be determined by vertical load. In addition, experimental analysis shows that as the concentration of the zinc ions increases, pH value of the pore fluid and specific surface area will be decreased; but the particle diameter will be increased. Furthermore, the dispersed structure of bentonite will be gradually destroyed; clay mineral flakes will form big aggregates; and large inter-aggregate voids will come into being due to the zinc contamination.

Key words: zinc ions, bentonite, compressibility, physico-chemical effect, microstructure

中图分类号:

TU 443

刘志彬，方伟，陈志龙，余闯 . 锌离子污染对膨润土一维压缩特性影响试验研究[J]. , 2013, 34(8): 2211-2219.

LIU Zhi-bin , FANG Wei , CHEN Zhi-long , YU Chuang . Experimental study of influence of zinc ions on one-dimensional compressibility of bentonite[J]. , 2013, 34(8): 2211-2219.

参考文献

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[1]	张善凯, 冷先伦, 盛谦, . 卢氏膨胀岩湿胀软化特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 561-570.
[2]	徐云山, 孙德安, 曾召田, 吕海波, . 膨润土热传导性能的温度效应[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 39-45.
[3]	徐浩青, 周爱兆, 姜朋明, 刘顺青, 宋苗苗, 陈亮, . 不同砂−膨润土垂直防渗墙填筑土料的掺量研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 424-430.
[4]	雷华阳, 胡垚, 雷尚华, 祁子洋, 许英刚, . 增压式真空预压加固吹填超软土微观结构特征分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 32-40.
[5]	谈云志, 彭帆, 钱芳红, 孙德安, 明华军, . 石墨−膨润土缓冲材料的最优配置方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3387-3396.
[6]	韩钢, 周辉, 陈建林, 张传庆, 高阳, 宋桂红, 洪望兵, . 白鹤滩水电站层间错动带工程地质特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3559-3568.
[7]	范日东, 刘松玉, 杜延军, . 基于改进滤失试验的重金属污染膨润土渗透特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2989-2996.
[8]	杨德欢, 颜荣涛, 韦昌富, 潘雪瑛, 张芹, . 饱和黏土平均粒间应力的确定方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2075-2084.
[9]	江强强, 刘路路, 焦玉勇, 王浩, . 干湿循环下滑带土强度特性与微观结构试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1005-1012.
[10]	谈云志, 李辉, 王培荣, 彭帆, 方艳芬, . 膨润土受热作用后的水-力性能研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 489-496.
[11]	王登科, 孙刘涛, 魏建平, . 温度冲击下煤的微观结构变化与断裂机制[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 529-538.
[12]	李明玉, 孙文静. 黏土掺入生物炭后的持水特性及其影响机制[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4722-4730.
[13]	王东伟, 陆武萍, 唐朝生, 赵红崴, 李胜杰, 林銮, 冷挺, . 砂土微观结构样品制备技术及量化方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4783-4792.
[14]	张善凯, 冷先伦, 盛谦, 李彪, 周永强, . 卢氏膨胀岩在干湿循环作用下的胀缩特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4279-4288.
[15]	徐云山, 孙德安, 曾召田, 吕海波, . 膨润土热传导性能时效性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4324-4330.

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