黏土掺入生物炭后的持水特性及其影响机制

作者：李明玉; 孙文静^*

来源：岩土力学, 2019, 40(12): 4722-4739.

DOI：10.16285/j.rsm.2018.1838

• 生物炭
• 微观结构
• 粒径
• 掺量
• 蒸汽平衡法
• 土-水特征曲线

生物炭具有疏松多孔、高比表面积和强吸附等特性,在土体改良以及修复受污染土体方面展现出应用潜力。添加生物炭可改善土体结构,进而增强土体持水特性等,其中,生物炭掺量和粒径对改良效果有较大的影响。为了研究生物炭掺量和粒径对生物炭-黏土混合土持水特性的影响,通过蒸汽平衡法控制土样的吸力,确定吸力平衡后土样的含水率和体积等,得到吸湿过程中不同生物炭掺量(0%、5%、10%和15%)、不同粒径范围(>74、40～74、20～40μm和<74μm)生物炭-黏土混合土在高吸力(3.29～286.7MPa)范围的土-水特征曲线,并结合扫描电镜(SEM)和压汞(MIP)试验结果分析其微观孔隙结构。试验结果表明:(1)当掺入生物炭的粒径较小时,随着生物炭掺量的增加,土样的持水特性有较明显的提高,随着掺入生物炭粒径的增大,生物炭掺量对土样的持水特性影响不大。(2)当生物炭的掺量较少时,不同粒径生物炭-黏土混合土的土-水特征曲线基本相同,随着生物炭掺量提高,小粒径生物炭对混合土持水特性的影响逐渐显现。(3)由生物炭-黏土混合土微观孔隙结构的演变规律进一步阐释生物炭掺量、粒径对生物炭-黏土混合土持水特性的影响机制。

• 单位
  上海大学