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关于固化污泥无侧限抗压强度试验方法的说明

1. 强度标准的来源
固化污泥填埋处置中对强度指标的要求来源于《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》(CJ/T 249-2007)标准，标准中包括混合填埋泥质和用作覆盖土的污泥泥质两大条款。在混合填埋的泥质规定中，基本指标为3项：污泥含水率、pH和混合比例；安全指标为11项，与《城镇污水处理厂污泥泥质》（CJ247-2007)中的规定相同，该条款中未对填埋污泥的强度提出明确的要求。但是目前固化处理后的污泥基本用于直接填埋，而未和垃圾进行混合填埋，因此参考用于覆盖土的污泥泥质规定中关于强度的要求：横向剪切强度(＞25 kN/m2)。相对于混合填埋的泥质标准，用作覆盖土的标准更为严格。按照土力学中摩尔－库仑应力圆中无侧限抗压强度与剪切强度的关系，可以换算出对固化污泥的无侧限抗压强度的标准为50KPa。
2. 无侧限抗压强度的检测方法
按照《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)关于无侧限抗压强度试验方法的要求，对试验的尺寸规定如下：试样直径宜为35~50mm，高度与直径之比宜采用2.0~2.5。关于取样方法规范中也规定了对于原状土和扰动土样的制样方法，要求对于原状土保持不扰动的状态下制成符合要求的圆柱样，对于扰动样按照实际工程的干密度分层击实制成圆柱样。对于天然土体可以按照上述标准进行制样检测。但是固化污泥是一种人工制成的土样，即为一种改性土，和天然土体性质有着明显的区别，其强度的检测与天然土也存在一定差别，主要表现在：
(1) 天然土体在自然条件下稳定，采用取现场样或取其扰动样再经击实可以还原其真实的强度。而固化污泥需要经过一定时间的养护后再进行碾压，其最终的强度不仅取决于养护时间、养护方式，而且包括现场碾压的情况，因此取其现场样后如何还原成其最终填埋的实际条件较为困难。
(2) 目前规范中尚无关于固化污泥这类改性土的检测方法，从所检索的和固化污泥类似的固化淤泥检测方法内容来看，所采用的制样方法为将固化后的淤泥填筑于模具中，分层压实，养护至一定龄期后测定其强度。
(3) 强度的检测结果与取样的方法有很大的关系，尤其是在现场取样，由于大规模处理中的不均匀性、现场养护条件的差异、天气的差异、碾压方式的不同等都会对检测结果产生显著的影响。
(4) 由于现场施工工艺等外部条件的影响，现场测试的结果存在较大的离散性，这样也对客观判断处理效果带来一定的影响。从前期在现场检测的结果来看，无论是养护区还是填埋区，其强度差异较大，难以判断其处理效果。
3. 固化污泥强度检测方法的建议
从上述分析中可以看出，在目前尚无固化污泥标准检测方法的条件下，需要建立一个统一的取样、制样、试验方法。合同中所指出的无侧限抗压强度不小于50KPa的指标是在制样均匀、不存在施工工艺、养护条件等影响条件下提出的，鉴于现场条件会对检测结果产生影响，可以考虑综合现场因素按照一定系数进行折减，将折减后的强度作为考核指标。
参考固化淤泥的检测方法，建议的检测方法可以按照以下步骤：
(1) 设备启动并达到稳定后，在双轴出泥口取处理后的污泥，每间隔1分钟取样1次，共取3次样。
(2) 将3次取得的样混合均匀，根据土工实验规范的要求(试样高度和直径比为2~2.5:1)，分三层装入制样模具，每层振实后再装入下一层。
(3) 在阴凉处养护1天后脱模，脱模后继续养护至试验龄期进行无侧限抗压强度试验。
(4) 根据现场大量实际检测结果，取折减系数，作为最终的检测指标。

上述方法最大的优点在于避免了检测过程中现场取样的不均匀性以及人工削样带来的裂隙、空洞等问题。该方法的缺点在于不能直接反映现场实际强度，需要在现场大量取样的基础上建立相关关系后进行换算。

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