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碳化复合桩(MCP)原理与应用试验研究

岩土工程学报 2024年第7期46卷 1359-1367页

作者：刘松玉王亮刘宜昭杜广印蔡光华孙鹤单彦贤东南大学岩土工程研究所江苏南京210096 江苏省城市地下工程与环境安全重点实验室江苏南京210096 南京现代综合交通实验室江苏南京211100 南京林业大学土木工程学院江苏南京210037 江苏省交通工程建设局江苏南京210004

介绍了一种基于MgO碳化固化软弱土技术的碳化复合桩(MCP),通过透气管桩向MgO搅拌桩注入CO_(2)气体进行碳化形成新型复合桩。进行了室内模型试验,通过对碳化过程和碳化后的温度、物理、力学等特性的分析,论证了该技术在粉土和淤泥质土中... 详细信息

介绍了一种基于MgO碳化固化软弱土技术的碳化复合桩(MCP),通过透气管桩向MgO搅拌桩注入CO_(2)气体进行碳化形成新型复合桩。进行了室内模型试验,通过对碳化过程和碳化后的温度、物理、力学等特性的分析,论证了该技术在粉土和淤泥质土中的适应性,结果表明,在MgO充分水化的条件下,不同深度的碳化反应较为均匀;在透气管桩外围存在有效碳化距离和最大碳化距离,在有效碳化距离内可获取良好的碳化效果,揭示了MCP的形成机理与影响因素。在室内试验基础上开展了现场应用试验,结果表明,MCP施工工艺方便、成桩效果好且桩身强度均匀,碳化桩体标贯击数均值为39;其单桩竖向极限承载力为1920 kN,相对于PHC管桩提升37%。室内与现场试验表明,MCP复合桩兼具固碳与加固效果,对岩土工程低碳化发展具有重要意义。

关键词：碳化复合桩氧化镁碳化距离现场试验工程特性

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Model investigation of the low-carbon MgO-treated soil foundation based on CO_(2) overall carbonation

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Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 2023年第11期15卷 2901-2916页

作者： guanghua cai Songyu Liu Yuqing Zhong Chisun Poon Jiangshan Li School of Civil Engineering Nanjing Forestry UniversityNanjing210037China Institute of Geotechnical Engineering School of TransportationSoutheast UniversityNanjing211189China Department of Civil and Environmental Engineering The Hong Kong Polytechnic UniversityHong Kong999077China State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering Institute of Rock and Soil MechanicsChinese Academy of SciencesWuhan430071China

The overall carbonation of MgO-admixed soil provides not only an efficient and environmentally friendly technique for improving soft ground but also a permanently safe solution for CO_(2) *** evaluate the carbon sequestration potential and promote the carbonation application in soil improvement,a laboratory-scale model investigation is designed under pressurized carbonation considering the influences of MgO dosage and CO_(2) ventilation mode(way).The temperature,dynamic resilience modulus,and dynamic cone penetration(DCP)were tested to assess the carbonation treatment *** physical,strength,and microscopic tests were also undertaken to reveal the evolution mechanisms of CO_(2) migration in the MgO-carbonated *** results indicate that the temperature peaks of MgO-treated foundation emerge at w20 h during hydration,but occur at a distance of 0e25 cm from the gas source within 6 h during *** dynamic resilience moduli of the model foundation increase by more than two times after carbonation and the DCP indices reduce *** the distance from the gas inlet increases,the bearing capacity,strength,and carbon sequestration decrease,whereas the moisture content *** to the end ventilation,the middle ventilation produces a higher carbonation degree and a wider carbonation *** cementation and filling of nesquehonite and dypingite/hydromagnesite are verified to be critical factors for carbonation evolution and enhancing mechanical ***,the overall carbonation model is described schematically in three stages of CO_(2) *** outcomes would help to facilitate the practical application of CO_(2) sequestration in soil treatment.

关键词： Model investigation Overall carbonation Reactive MgO Engineering properties Microscopic characteristics

Mechanical performances and microstructural characteristics of reactive MgO-carbonated silt subjected to freezing-thawing cycles

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Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 2021年第4期13卷 875-884页

作者： guanghua cai Songyu Liu Guangyin Du Zhen Chen Xu Zheng Jiangshan Li College of Civil Engineering Nanjing Forestry UniversityNanjing210037China Institute of Geotechnical Engineering Southeast UniversityNanjing211189China State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering Institute of Rock and Soil MechanicsChinese Academy of SciencesWuhan430071China Department of Civil and Environmental Engineering Washington State UniversityPullmanWA99163USA

The characteristics of reactive magnesia(MgO)-carbonated silt in respect to long-term stability have not been well understood in severely cold climate despite the usage of reactive MgO in enhancing the engineering *** the binder content of 15%and initial water content of 25%,MgO-admixed silt specimens were carbonized for 3 h and 6 h and then subjected to different numbers of freezingthawing(F-T)*** different F-T cycles,the physico-mechanical properties of MgO-carbonated silt were analyzed in comparison with Portland cement(PC)-stabilized silt through physical and unconfined compression ***,a series of micro tests on MgO-carbonated specimens was performed including X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscopy(SEM)and mercury intrusion porosimetry(MIP)*** results demonstrate that both mass change ratio and moisture content of carbonated/stabilized silt decrease,and these values of MgO-carbonated silt are significantly lower while the density is higher compared to PC-stabilized *** strengths and moduli of MgO-carbonated silt are still two times higher than those of PC-stabilized specimens and the strength change ratio of keeps above0.8 after F-T *** is no visible transformation between nesquehonite and dypingite/hydromagnesite,although the XRD peaks of nesquehonite decrease and the bonding and filling effects weaken *** 6 and 10 F-T cycles,the pore-size characteristics changed from a unimodal distribution to a three-peak and bimodal distribution,*** total,macro and large pore volumes increase obviously while the medium and small pore volumes decrease except for intra-aggregate *** findings show better F-T durability of MgO-carbonated silt,which would be helpful for facilitating the application of MgO carbonation in the soil treatment.

关键词： Reactive magnesia(MgO) Freezing-thawing(F-T)cycle Carbonated/stabilized silt Engineering performance Microstructural characteristics

三裂叶海棠内生真菌的分离,鉴定及活性测定(英文)

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中国中药杂志 2012年第5期37卷 564-569页

作者：蔡光华王晓玲西南民族大学少数民族药物研究所四川成都610041

目的:分离鉴定三裂叶海棠Malus sieboldii中内生真菌,并检验其抗病原真菌,抗肿瘤,抑制蛋白酶活性。方法:传统形态学和现代分子生物学方法鉴定菌种,采用杯碟法,MTT法,和BRpNA法测试真菌活性。结果:内生真菌按形态学归为22类,其中Non-spor... 详细信息

目的:分离鉴定三裂叶海棠Malus sieboldii中内生真菌,并检验其抗病原真菌,抗肿瘤,抑制蛋白酶活性。方法:传统形态学和现代分子生物学方法鉴定菌种,采用杯碟法,MTT法,和BRpNA法测试真菌活性。结果:内生真菌按形态学归为22类,其中Non-sporulating,Alternaria,Colletotrichum,Aspergillus,Fusarium,Gliocladium,Cunninghamella是主要群落。通过对ITS rDNA测序,确定了有活性Non-sporulating的种属。活性测试结果显示30的菌株对至少1种植物病原菌有活性,菌株3,4分别具有细胞毒和蛋白酶抑制活性。结论:首次对三裂叶海棠的内生真菌进行了系统的分离、鉴定和活性筛选工作,证明三裂叶海棠是一种寄生活性内生真菌的潜在资源。

关键词：内生真菌三裂叶海棠 ITS rDNA 生物活性

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活性氧化镁碳化加固粉土微观机理研究

土木工程学报 2017年第5期50卷 105-113,128页

作者：蔡光华刘松玉曹菁菁东南大学岩土工程研究所江苏南京210096 江苏省城市地下工程与环境安全重点实验室江苏南京210096

基于活性Mg O-CO2碳化固化法,开展了不同活性Mg O掺量、碳化时间和初始含水率条件下的碳化粉土的无侧限抗压试验、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和压汞试验(MIP)等,以通过无侧限抗压强度、化学成分、结构形貌和微观孔隙等特征来揭示... 详细信息

基于活性Mg O-CO2碳化固化法,开展了不同活性Mg O掺量、碳化时间和初始含水率条件下的碳化粉土的无侧限抗压试验、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和压汞试验(MIP)等,以通过无侧限抗压强度、化学成分、结构形貌和微观孔隙等特征来揭示碳化固化粉土的微观机理,最后提出活性Mg O碳化固化粉土微观机理模型。结果表明:活性Mg O碳化固化粉土的无侧限抗压强度在12h内随Mg O掺量和碳化时间增加而增加,随初始含水率增加而降低;碳化后含水率显著降低,且强度与含水率间呈很好的线性负相关关系。碳化生成的水化镁式碳酸盐,包括棱柱状水菱镁石、薄片状球菱镁石/水碳镁石和纤维碳镁石,这些碳化产物对应的XRD峰强随Mg O掺量和碳化时间增加而增加,随初始含水率增加而降低;存在最优Mg O掺量和初始含水率,使碳化土孔隙体积最小。碳化土无侧限抗压强度与水菱镁石晶体对应的XRD峰强呈正相关关系。水菱镁石的生成促进了强度增长,与其他碳化产物共同促进土体孔隙减小。

关键词：氧化镁粉土碳化土无侧限抗压强度微观机理

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石灰激发粒化高炉矿渣改良富有机质土试验

林业工程学报 2022年第4期7卷 151-157页

作者：钟煜清蔡光华刘松玉李江山王俊阁南京林业大学土木工程学院南京210037 东南大学交通学院南京211189 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071

富有机质土是地基处理领域中的常见软弱类土,传统波特兰水泥不仅环境污染大,而且受有机质的负面影响大。本研究采用石灰激发粒化高炉矿渣(CaO+GGBS)固化改良富有机质土,开展了不同有机质质量分数、固化剂掺量(质量分数)及养护龄期等条件... 详细信息

富有机质土是地基处理领域中的常见软弱类土,传统波特兰水泥不仅环境污染大,而且受有机质的负面影响大。本研究采用石灰激发粒化高炉矿渣(CaO+GGBS)固化改良富有机质土,开展了不同有机质质量分数、固化剂掺量(质量分数)及养护龄期等条件下,石灰激发GGBS固化有机质土的物理化学及力学试验研究。结果表明:有机质质量分数的增加显著增大了试样破坏时的裂缝数量和宽度;但固化剂掺量的增加将减少试样破坏时的裂缝数量、增大裂纹宽度;试样无侧限抗压强度q_(u)与变形模量E_(50)均随有机质质量分数增加而降低,随固化剂掺量和养护龄期增加而增加,且固化有机质土的E_(50)与q_(u)呈较好的线性关系;固化土的含水率随有机质质量分数的增加而增加,但随养护龄期及固化剂掺量的增加而降低;试样的pH随有机质质量分数及固化剂掺量的增加而增加,随养护龄期的延长而降低,与养护龄期7~28 d的pH相比,养护28~56 d时的试样pH显著降低。与水泥固化富有机质土对比,CaO+GGBS固化有机质土的强度随有机质质量分数的增加而明显衰减,适用于地基加固强度要求不高的工程项目,且碱激发固化剂具有潜在的环境优势。最后,本研究提出了CaO+GGBS固化有机质土的改进方案,不仅有益于拓宽固化富有机质土的处理思路,而且有利于促进岩土加固技术降碳目标实现。

关键词：碱激发粒化高炉矿渣(GGBS) 富有机质土无侧限抗压强度变形模量

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活性MgO碳化固化土的冻融循环特性试验研究

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东南大学学报（自然科学版） 2015年第3期45卷 595-600页

作者：郑旭刘松玉蔡光华曹菁菁东南大学岩土工程研究所南京210096 东南大学江苏省城市地下工程与环境安全重点实验室南京210096

采用室内三轴碳化装置研究了活性Mg O碳化固化土的冻融耐久性能,对冻融循环作用下碳化固化土的无侧限抗压强度等进行了测试分析,并与水泥固化土进行了试验比较.结果表明：活性Mg O固化粉土碳化3 h试样的无侧限抗压强度可达5 MPa左右,粉... 详细信息

采用室内三轴碳化装置研究了活性Mg O碳化固化土的冻融耐久性能,对冻融循环作用下碳化固化土的无侧限抗压强度等进行了测试分析,并与水泥固化土进行了试验比较.结果表明：活性Mg O固化粉土碳化3 h试样的无侧限抗压强度可达5 MPa左右,粉质黏土碳化24 h试样可达4.5 MPa左右;冻融循环作用下,碳化试样和水泥土试样的密度和干密度基本不变;碳化试样与水泥土试样在冻融循环中的无侧限抗压强度和E50表现出类似的变化趋势,即先略有降低,后又逐渐提高.碳化固化土经6次冻融循环后,其强度由5 MPa左右降低到4.5 MPa左右,而水泥土试样经4次冻融循环后其强度由1.6 MPa降低到1.4 MPa左右,二者均具有较好的抗冻融性能.微观测试分析表明,活性Mg O碳化固化土生成的镁碳酸化合物经冻融循环后没有发生明显变化,但试样内部0.1～1.0μm的孔隙减少,1～30μm的孔隙增加,累计孔隙体积略有增加,这也是导致强度略有降低的原因.

关键词：土体固化碳化粉土粉质黏土冻融循环水泥土

碳化条件下电石渣-氧化镁固化淤泥土的试验研究

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科技和产业 2023年第9期23卷 233-238页

作者：郑晨晖蔡光华钟煜清杜广印江苏省交通工程建设局南京210004 南京林业大学土木工程学院南京210037 岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071 东南大学交通学院南京211189

软土是一种分布广泛的工程性质差的土类,使用水泥对其进行固化处理已不再符合当今社会发展要求。采用电石渣-活性MgO复合固化剂及CO_(2)气体对淤泥质土进行碳化固化处理,设置固化剂掺量(单掺电石渣)及固化剂掺和比(电石渣:MgO)两组变量... 详细信息

软土是一种分布广泛的工程性质差的土类,使用水泥对其进行固化处理已不再符合当今社会发展要求。采用电石渣-活性MgO复合固化剂及CO_(2)气体对淤泥质土进行碳化固化处理,设置固化剂掺量(单掺电石渣)及固化剂掺和比(电石渣:MgO)两组变量,从物理力学和化学等方面分析碳化固化土的工程性质。结果表明:(1)当单掺电石渣含量为20%时,碳化土体强度最高;掺入混合固化剂时,碳化后试样强度随电石渣掺入比的升高呈先上升后下降趋势;(2)碳化后试样密度较碳化前有显著增长,单掺电石渣时,碳化后试样密度随电石渣掺量的增加而增加;掺入混合固化剂时,碳化试样密度的变化规律与强度变化一致;(3)碳化土的pH较碳化前有显著下降,单掺电石渣时,碳化土的pH随电石渣掺量的增加而增加,掺入电石渣∶MgO=4∶3的混合固化剂时,碳化土pH明显减小;(4)碳化土样的粗颗粒(>75μm)含量显著提高,碳化土样的粗颗粒比例随固化剂掺量增加而降低,但掺入混合固化剂时,碳化土样的粗颗粒比例与电石渣和MgO比例无显著相关性。研究结果有利于提高电石渣固废的资源化利用,拓展电石渣-MgO碳化固化技术在软土处理中的工程应用。

关键词：电石渣活性MgO 碳化固化无侧限抗压强度颗粒级配

土木工程本科毕业论文质量的影响因素与提升路径

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科教文汇 2019年第2期 23-24页

作者：蔡光华南京林业大学土木工程学院江苏南京210037

本科毕业论文是培养学生创新实践和应用能力的重要组成部分,本文针对目前论文质量下降的现状,深入分析影响土木工程专业本科毕业论文质量下滑的原因。通过分析土木工程专业存在的选题与实践脱节、科研创新性缺乏、论文时间短和抄袭造假... 详细信息

本科毕业论文是培养学生创新实践和应用能力的重要组成部分,本文针对目前论文质量下降的现状,深入分析影响土木工程专业本科毕业论文质量下滑的原因。通过分析土木工程专业存在的选题与实践脱节、科研创新性缺乏、论文时间短和抄袭造假严重、针对性指导缺乏、动手能力差、撰写不规范和论文监管不够等方面的问题,笔者建议提早落实学术导师制、加强论文指导教师队伍建设、保障经费和实验条件、完善论文管理制度、规范答辩程序,以提高土木工程本科毕业论文质量。

关键词：本科毕业论文质量提升路径土木工程