油污土性質論文：油污土性質的試驗探究

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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中國海洋大學海洋環境與生態教育部重點實驗室3山東省環境保護科學研究設計院

污染土的擊實特性

圖1(a)給出了不同污染水平土的擊實曲線。C0(清潔土)、C5擊實曲線為鐘型，符合典型的粘性土擊實特征，而C10受柴油污染影響顯著，在本試驗的條件范圍內未出現峰值。當含水率相同時，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，對應的最優含水率越低，而污染土則是最大干密度降低的同時對應的最優含水率也降低。將柴油看作水，以含水率與含油率之和(含濕率)為橫坐標得到擊實曲線圖1(b)，由圖可以看出，相同含濕率對應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孔隙的填充和氣體排出，當含濕率增加至最優含濕率時，土中封閉氣體和孔隙水共同抵抗擊實功的作用，導致最大干密度下降。

污染土的強度特性

將擊實后的土樣制備成圓柱形試樣(直徑=3.91cm，高h=8.0cm)，利用應變控制式無側限壓縮儀進行無側限抗壓強度試驗。剪切過程中，當有峰值出現時，以峰值作為無側限抗壓強度;無明顯峰值時，以軸向應變15%所對應的應力作為無側限抗壓強度。以C10為例，不同含水率擊實土樣的應力—應變關系曲線如圖2所示。由圖2可以看出，對于同一污染水平的土樣，土樣強度隨含水率的增加逐漸減小。當含水率增加至15%左右時，剪切過程中已無峰值出現。圖3給出了不同污染水平土的無側限抗壓強度—含水率—干密度的關系曲線。由圖3可以看出，擊實后土樣強度的變化大致與擊實曲線的變化有相同的趨勢。從曲線斜率可以判斷，含水率對土樣強度變化的影響較含油率大，當含水率相同時，除個別點外，土樣強度基本隨含油率的增加而降低。對于同一污染水平的土樣，其強度主要受壓實度的控制，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

針對擊實過的土樣采用TWS-55型改進型滲透儀進行變水頭滲透試驗(直徑=6.18cm，高h=4.0cm)，測定擊實后土樣的滲透系數。圖4給出了不同污染水平土擊實后的滲透系數—含水率—干密度的關系曲線。由圖4可以看出，受土樣壓實度的影響，清潔土的滲透系數隨含水率的增加變幅較大，其變化趨勢與擊實曲線正好相反，在最優含水率附近滲透系數達最小值。而C5、C10滲透系數受壓實度的影響則較小，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，與清潔土滲透系數仍在同一數量級內(10－7)。對于清潔土，滲透系數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減小的主要原因。隨著土樣含油量的增加，在擊實制樣過程中，污染土內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，使得滲透系數減小，C10在制樣時柴油滲出量更大，其滲透系數與C5接近，此時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，雖然擊實制樣過程中干密度越大的樣品柴油滲出越多，但從滲透結果看，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、滲透性減小的規律。