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本文作者：鄭天元1楊俊杰2李永霞3劉江嬌2作者單位：1WAREMUniversittStuttgart，Pfaffenwaldring7a70569Stuttgart，Germany2中國海洋大學(xué)海洋環(huán)境與生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室3山東省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究設(shè)計(jì)院

污染土的擊實(shí)特性

圖1(a)給出了不同污染水平土的擊實(shí)曲線。C0(清潔土)、C5擊實(shí)曲線為鐘型，符合典型的粘性土擊實(shí)特征，而C10受柴油污染影響顯著，在本試驗(yàn)的條件范圍內(nèi)未出現(xiàn)峰值。當(dāng)含水率相同時(shí)，含油率對土的干密度影響顯著，干密度從大到小依次為C0、C5、C10。一般情況下，土的最大干密度越大，對應(yīng)的最優(yōu)含水率越低，而污染土則是最大干密度降低的同時(shí)對應(yīng)的最優(yōu)含水率也降低。將柴油看作水，以含水率與含油率之和(含濕率)為橫坐標(biāo)得到擊實(shí)曲線圖1(b)，由圖可以看出，相同含濕率對應(yīng)的干密度值大致相等，但最大干密度隨著含油率的增大而變小。與水相比，柴油的存在改變了土粒表面的理化特性，“油膜”覆蓋不利于土粒間微細(xì)孔隙的填充和氣體排出，當(dāng)含濕率增加至最優(yōu)含濕率時(shí)，土中封閉氣體和孔隙水共同抵抗擊實(shí)功的作用，導(dǎo)致最大干密度下降。

污染土的強(qiáng)度特性

將擊實(shí)后的土樣制備成圓柱形試樣(直徑=3.91cm，高h(yuǎn)=8.0cm)，利用應(yīng)變控制式無側(cè)限壓縮儀進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。剪切過程中，當(dāng)有峰值出現(xiàn)時(shí)，以峰值作為無側(cè)限抗壓強(qiáng)度;無明顯峰值時(shí)，以軸向應(yīng)變15%所對應(yīng)的應(yīng)力作為無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。以C10為例，不同含水率擊實(shí)土樣的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系曲線如圖2所示。由圖2可以看出，對于同一污染水平的土樣，土樣強(qiáng)度隨含水率的增加逐漸減小。當(dāng)含水率增加至15%左右時(shí)，剪切過程中已無峰值出現(xiàn)。圖3給出了不同污染水平土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度—含水率—干密度的關(guān)系曲線。由圖3可以看出，擊實(shí)后土樣強(qiáng)度的變化大致與擊實(shí)曲線的變化有相同的趨勢。從曲線斜率可以判斷，含水率對土樣強(qiáng)度變化的影響較含油率大，當(dāng)含水率相同時(shí)，除個(gè)別點(diǎn)外，土樣強(qiáng)度基本隨含油率的增加而降低。對于同一污染水平的土樣，其強(qiáng)度主要受壓實(shí)度的控制，與干密度的變化趨勢一致，并隨含油率的增加變化趨勢趨于平緩。

污染土的滲透特性

針對擊實(shí)過的土樣采用TWS-55型改進(jìn)型滲透儀進(jìn)行變水頭滲透試驗(yàn)(直徑=6.18cm，高h(yuǎn)=4.0cm)，測定擊實(shí)后土樣的滲透系數(shù)。圖4給出了不同污染水平土擊實(shí)后的滲透系數(shù)—含水率—干密度的關(guān)系曲線。由圖4可以看出，受土樣壓實(shí)度的影響，清潔土的滲透系數(shù)隨含水率的增加變幅較大，其變化趨勢與擊實(shí)曲線正好相反，在最優(yōu)含水率附近滲透系數(shù)達(dá)最小值。而C5、C10滲透系數(shù)受壓實(shí)度的影響則較小，隨含水率增加增幅不大，且二者含油率的差別對其滲透性的影響也較小，與清潔土滲透系數(shù)仍在同一數(shù)量級內(nèi)(10－7)。對于清潔土，滲透系數(shù)主要取決于土樣孔隙度的大小，其變化趨勢與干密度正好相反。在柴油污染土中，柴油填充部分空隙，孔隙度的減小是滲透系數(shù)減小的主要原因。隨著土樣含油量的增加，在擊實(shí)制樣過程中，污染土內(nèi)部孔隙的柴油被擠出，填充土壤孔隙，對于C5、C10而言，雖然土樣干密度較清潔土顯著減小，但柴油滲出堵塞孔隙，使得滲透系數(shù)減小，C10在制樣時(shí)柴油滲出量更大，其滲透系數(shù)與C5接近，此時(shí)柴油堵塞孔隙對污染土滲透性的影響較干密度減少的影響更加顯著。對于同一污染水平的土樣，雖然擊實(shí)制樣過程中干密度越大的樣品柴油滲出越多，但從滲透結(jié)果看，干密度仍然是柴油污染土滲透性的主要控制因素，符合干密度增大、滲透性減小的規(guī)律。