柔壁渗透仪的试验研究

针对防渗浆材结石体或灌浆固结体渗透性的测试及其对污染物阻滞性能测试的需要,研制了一种围压密封的柔壁渗透仪,并获得国家专利。采用S、N和Z型三类浆材结石体试样,通过在不同渗透压力、不同围压条件下的渗透系数测定,与南-55型变水头渗透仪的对比试验研究,以及垃圾渗沥液的渗滤试验,证明柔壁渗透仪对制样要求不高、密封好、测试误差<1.19×10-7cm/s,精度满足规范要求。该研究的创新点在于采用柔性乳胶膜作测试试样的侧壁,通过气压或水压施加围压实现试样的侧壁密封,渗透压力可在10~1000 kPa范围调节,围压可在10~1500 kPa范围调节,试样直径有61.8和101 mm两种规格可选,且精度要求不高,试样高度在20~150 mm范围内任意选用,可方便地用于测试浆材结石体或灌浆固结体的渗透系数,以及浆材结石体对污水中污染物的阻滞性能,有助于防渗浆材的研制。     

围井注水试验检测高喷防渗帷幕渗透系数的应用

围井注水试验作为检测防渗帷幕渗透性能的一种原位试验,能通过理论计算,准确得出渗透系数并与室内渗透试验互相验证,在许多大中型工程中得到广泛应用。     

大南湖二矿天然剥离物纳米改性及防渗性能研究

垃圾填埋是处理固体废物的一个主要方式,垃圾填埋场比较容易受外界影响而产生渗滤液造成二次污染.为防止渗滤液的污染,通常会在垃圾填埋场底部铺设一层防渗衬垫,而用纳米材料对防渗衬垫进行改性的研究较少.针对该问题,对大南湖二矿排弃物物料性质进行分析,寻找具有防渗性能的天然物料,并用纳米材料对渗透性较低的天然物料进行改性,测试其改性后的渗透性能.结果表明:天然物料中,黏土渗透系数最低,粉煤灰次之,脱硫土渗透系数最高;在粉煤灰中加入纳米材料后,渗透系数明显减小,表明纳米材料对粉煤灰的渗透性改善较为明显;但纳米材料对黏土材料的改性较差,可能是由比例不是最优或者纳米材料团聚而没有发挥其填充性能导致的.     

膨润土改性泥浆的抗渗性能与孔隙特征研究

采用碱激发混合法,制备4种不同膨润土掺量的固化泥浆,用于防渗衬里材料的改性研究,对养护过程中的固化泥浆试样开展柔性壁渗透(FWPT)试验、核磁共振(NMR)测试与电子显微镜(SEM)扫描。结果表明,改性固化泥浆的渗透系数随膨润土掺量增加呈先减后增趋势,膨润土掺量为4%时渗透系数达到极小值;试样的核磁共振T_2谱为双峰分布,代表小孔隙的P1峰占比超过80%,代表大孔隙的P2峰占比随养护时间增加逐渐降低。SEM分析表明,一定含量的钙基膨润土能促进水化反应发生,使材料孔隙显著减少;当钙基膨润土掺量为4%时,泥浆密实度最好,抗渗性能最佳。     

全尾砂胶结充填体的渗透特性试验设计与分析

为了获得全尾砂胶结充填体的渗透特性,设计了养护 时间、水泥掺量与围压对充填体渗透性影响的试验方案.借 助三轴剪切渗透仪,进行了不同条件下的充填体渗透参数测 试试验.基于微观测试结果,揭示了充填体渗透性能演化的 内在机理.结果表明:养护时间越长、水泥掺量越大,充填体 的渗透系数越小;充填体的渗透系数随围压的升高呈先急剧 降低后趋于稳定的变化规律,且符合幂函数递减模型;养护 时间和水泥掺量的增加降低了充填体的孔隙率,改变了其孔 径分布,导致充填体内部渗流通道的迂曲率升高,致使充填 体渗透系数降低.试验结果可以为设计与优化井下采场充 填料浆配比提供参考.     

黄土淋滤液作用下土工合成黏土衬垫的渗透特性研究

通过开展室内渗透试验,评价两种不同类型土工合成黏土衬垫(Geosynthetic Clay Liner,GCL)用作煤矸石处置场覆盖层的可行性。试验中,使用黄土淋滤液对天然钠基膨润土GCL和人工钠化膨润土GCL进行渗透。当有效应力为15 kPa时,两种GCL的渗透系数均在2.80×10-9 m/s左右,此值高于1.00×10-9 m/s,无法满足煤矸石处置场覆盖层的防渗要求;而当有效应力增大至90 kPa时,GCL的渗透系数则降低至3.52×10-10 m/s,满足防渗要求。试验结果显示:黄土淋滤液渗透作用下两种GCL的渗透特性没有显著差别。增大有效应力,可降低黄土淋滤液对GCL渗透特性的影响,但为了使GCL满足煤矸石处置场覆盖层的防渗要求,其上部黄土植被层的覆盖厚度必须达到5.0 m以上,这在现场不易实现,故今后有必要对具有一定抗化学侵蚀能力的GCL展开研究。     

砂层渗透注浆加固效果模型试验研究

渗透注浆是煤矿井筒穿越砂层段防渗加固的重要手段之一,为研究砂层渗透注浆加固效果,研发了一套砂层渗透注浆模型试验装置,该装置具备多个试样同时注浆、不拆模测试注浆试样渗透系数等功能;以抗压强度、变形模量、渗透系数作为评价砂层渗透注浆加固效果的性能指标,选取砂层粒径级配、黏性土含量、浆液水灰比、注浆压力4个因素作为渗透注浆效果的影响因素,开展了砂层渗透注浆加固效果正交试验,获得了影响砂层渗透注浆效果的主控因素以及不同条件下砂层注浆加固体的变形破坏特征。研究结果表明:砂层经渗透注浆加固后,3 d抗压强度可达到0.5~8.5 MPa,3 d变形模量可达到35~750 MPa,1 d渗透系数可达到10-6~10-7 cm/s数量级;浆液水灰比是控制砂层注浆加固效果的主控因素,随着浆液水灰比的增加,砂层注浆加固体抗压强度、变形模量及抗渗性能均显著降低;砂层注浆加固体破坏模式受浆液水灰比影响显著,低水灰比(W/C=0.8左右)对应整体破坏模式,高水灰比时(W/C=1.6左右)水泥浆液析水效应对加固体破坏过程产生影响,使其呈现出局部破坏模式,在砂层渗透注浆加固工程中应尽可能选用低水灰比的水泥浆液。     

基于随机结构模型的新立矿区岩体渗透性分析

为了掌握三山岛金矿井下岩体渗水特性,确保海底采矿的生产安全,分析了新立矿区水文地质结构特点,调查了-105 m、-135 m²个中段矿坑出水点并建立各中段渗水区水力联系,研究新立矿区岩体渗透系数张量,在一个测量面内把大测量区划分成许多小测区,把一定数量的小测区测量结果合并,得到不同大小测量面的结果。开发渗透张量计算程序,计算得出-105 m、-135 m中段岩体渗透系数张量和综合渗透系数,基于对新立矿区现场岩石露头的抽样统计,建立岩体结构面几何参数概率分布模型,通过对新立矿区岩体结构面进行随机模拟计算,得出岩体结构面连通率,修正了矿区岩体渗透系数。实测结果表明,采用连通率修正理想条件下计算出的渗透系数,具有良好的实际应用价值。     

齐大山铁矿西帮岩土体渗透系数参数确定

为查明齐大山露天铁矿西帮各含水层组的岩性和富水性、埋藏条件、地下水补给及径排条件,确定齐大山矿西帮区域岩土体密度和渗透系数;选择构成露天边坡的主要岩石,采用ZYS-1煤岩多功能三轴渗透仪在室内测定岩样渗透系数参数,并对现场5个不同位置的边坡土样进行密度和渗透系数测定.试验结果表明:齐大山矿西帮主要岩样在渗流作用影响下岩...     

混凝土黏结面应力-渗流耦合试验装置研制及应用

针对新老混凝土黏结面或混凝土与其它介质黏结面大都受到正应力作用的情况,研制了混凝土黏结面应力-渗流耦合试验装置,介绍了装置的主要功能、技术参数、系统组成及关键技术;采用该装置对四组钢板与混凝土黏结面进行了抗渗试验,获得了不同粗糙度的钢板与混凝土黏结面的渗透特性。试验结果表明,该装置完全能够保证测试需要的轴压和水压稳定,提出的电阻法测试渗透锋面的方法是可行的;钢板与混凝土黏结面具有良好的抗渗性能,采用钢质接茬板可保证井壁接茬的密封性能满足要求;在相同轴向应力状态下,钢板与混凝土黏结面的渗透系数大小与钢板表面粗糙度有关,钢板表面粗糙度越大,黏结面的渗透系数越小;装置具有较好的实用性和可靠性,为进一步研究应力作用下混凝土本体、新老混凝土黏结面以及混凝土与其它介质黏结面的渗透特性提供新的测试手段。     

柬埔寨达岱(TATAY)水电站大坝基础处理

柬埔寨达岱水电站为混凝土面板堆石坝。该工程区地层岩性主要为侏罗系中统的长石石英砂岩、泥质粉砂岩及泥岩,坝区河床表层有橄榄玄武岩覆盖。通过对工程区地层岩性的分析,采取有效的防渗措施及固结灌浆等补强措施后,减少了基础的开挖量,并充分利用河床以下主要为弱透水性泥岩的有利条件降低了工程的防渗标准,从而使工程建设得到优化。     

双泵大流量振孔高压旋喷防渗墙在粉细砂坝中的应用

振孔高喷是近几年发展的钻喷一体化、一次成墙较为先进的高喷防渗墙施工工艺,是利用高压喷射流对地层产生冲切、掺搅、升扬、置换、充填挤压、渗透固结等作用,形成所需性状的防渗固结体.本工程是首次将水力冲填粉细砂坝应用到水利枢纽大坝工程中,采用高喷防渗墙进行防渗更是初次在这样的条件中使用.大流量振孔高压旋喷施工工艺既能保证施工质量,又能提高施工工效,是高压旋喷工艺的又一次革新.     

烧变岩石伺服条件下渗透特性试验研究

烧变岩是煤层自燃引起周围围岩变质而形成的,具有特殊的工程地质性质。通过伺服渗透试验所获得的应力-应变关系与渗透率-应变关系,分析了全应力-应变过程中烧变岩石渗透性随变形的变化特点,揭示了不同原岩性质的烧变岩石渗透率-应变关系的主要差异和渗透率-应力之间的关联性,最后阐述了烧变岩石变形过程渗透性特征参数的工程意义。     

注浆帷幕体渗透特性的试验研究

为了研究注浆堵水帷幕的稳定性,利用MTS815.02电液伺服岩石力学试验系统对注浆帷幕体的渗透特性进行了试验,获得了注浆帷幕体受压破坏全过程的渗透特性。结果表明,随着压力增加,渗透系数逐渐增大,在应变达到某临界值后,渗透系数开始急剧增大,此时裂隙产生。另外,裂隙和注浆结石对渗透系数有明显的影响。     

第Ⅱ类尾矿库环保防渗系统设计探讨

尾矿库是堆存矿山工业固体废物的场所,根据国家新环保法和新尾矿设施设计规范,第Ⅱ类尾矿库必须进行环保防渗系统设计,且防渗性能必须满足规范要求。防渗系统是Ⅱ类尾矿库的极其关键的部分,它能有效地将尾矿库内的尾矿及矿浆水与外界隔离,防止尾矿水对环境的污染。重点探讨了环保防渗系统中HDPE膜及膨润土垫的主要技术特点、防渗层的结构设计、锚固平台及锚固沟的主要技术要求。指出了HDPE膜使用时,应该注意膜材中添加再生料问题、高寒地区温差问题、膜的厚度问题;膨润土应选择钠基膨润土,在含高浓度电解质溶液的防水、防渗工程中,不宜采用膨润土防水毯。针对尾矿库所在地场地基础层渗透系数等因素综合确定防渗结构层,并根据国内外防渗工程实际效果推广单层人工复合防渗结构层。     

煤层气注入/压降测试方法及其在煤储层评价中的应用

通过对我国煤储层参数获取方法的分析,选取注入/压降测试方法作为研究重点,对试井参数选取、测试过程等进行介绍,通过注入/压降和原地应力测试,以四川省某煤层气参数井为例,获取该井的储层压力、渗透率、表皮系数、破裂压力、闭合压力等参数,并对煤储层特征进行评价,为该区煤层气生产潜能评价和开发试验提供可靠参数依据。     

煤壁柔性加固工艺参数优化试验研究

近年来,工作面煤壁柔性加固技术的提出丰富了煤壁破坏防治技术理论。为了进一步揭示煤壁柔性加固技术中柔性棕绳的作用机制,明确浆液和柔性棕绳的耦合关系,降低柔性加固技术的技术成本和应用难度,通过物理实验、理论分析、设备开发、工程应用等研究手段,优化了煤壁柔性加固工艺。通过三维相似模拟实验,对比研究了煤壁无加固、煤壁注浆加固和煤壁柔性加固条件下煤壁的破坏特征,从宏观上揭示了煤壁柔性加固机理和柔性棕绳作用机制;将钻孔直径与柔性棕绳直径的比值定义为孔径比,通过"柔性棕绳、浆液、煤体"拉拔试验,研究了孔径比、浆液类型对柔性加固效果的影响,从而确定了浆液和柔性棕绳的数量耦合关系,开发了低成本的柔性加固注浆材料;通过设备开发,研制了半环形注浆管。研究表明:煤壁采用柔性加固可有效提高煤体的整体性并减小煤壁破坏深度;当孔径比介于1.6～1.9时,煤壁柔性加固效果最佳,且越接近1.9,柔性加固效果越好;采用"超细水泥、矿粉、水玻璃"混合材料作为柔性加固注浆材料,矿粉添加量不超过30%,水玻璃的添加量不超过10%,可降低柔性加固技术应用成本;研制的半环形注浆管可有效减小所需钻孔直径,降低技术应用难度;最后通过在瑞隆煤矿仰斜开采工作面应用煤壁柔性加固技术,有效的缓解了煤壁破坏的发生,提高了煤壁的稳定性。本文通过一系列实验研究,系统的优化了煤壁柔性加固工艺,为煤壁柔性加固技术的科学应用提供了借鉴。     

采用压浆法控制地面沉降和提高挡土墙强度工程实践

通过用压浆法对核力机械股份有限公司厂房内、外的地面沉降、开裂和挡土墙裂缝进行控制性治理之工程实践,阐述了在土层结构复杂、性状不稳定等情况下,在制定方案、参数选择和工程实施过程中,应把施工经验、理论计算、试验资料和工程实际进行综合分析,及时调整设计和施工方案,保证安全,确保工程质量.在分析地面沉降、开裂和挡土墙裂缝产生的原因基础上,提出了治理方案,并详细介绍了治理方案实施过程中的技术措施.     

振动沉模板墙在曹妃甸工业区防渗工程中的应用

通过曹妃甸工业区供水工程蓄水池利用振动沉模板墙作为防渗帷幕的工程实例,详细介绍了振动沉模板墙的施工工艺及施工过程,并对墙体进行了相应的检测,检测结果表明,振动沉模板墙起到了良好的防渗效果,为类似工程的设计与施工提供可借鉴的经验。     

煤矿瓦斯抽采水胶药柱在煤层深孔爆破中的研究与应用

针对高瓦斯低透气性煤层,从理论上探讨了煤矿瓦斯抽采水胶药柱在煤层深孔中爆破时,炸药爆炸冲击波初始峰值压力和传播到孔壁处的入射压力以及孔壁煤面上的透射冲击压力。建立了炮孔周围煤体中的动态应力场,分析了爆源区径向裂隙区的形成和扩展半径。最后将裂隙区半径应用于煤层爆破孔和抽采孔布置参数设计,提出了高瓦斯低透气性煤层深孔预裂爆破孔和瓦斯抽采孔的合理间距,并进行工程实践。结果表明该方法为高瓦斯低透气性煤层增透,进而为解决煤层瓦斯抽采提供了一条有效的解决方案。