客土喷播技术在铜陵市废弃矿山治理中的应用

目前针对岩质边坡主要采用喷锚等工程防护措施，复绿效果差，难以达到生态恢复的目的。为此，以铜陵市劲松石料厂岩质边坡为例，降低边坡坡度至50°，优化客土喷播基材配置，选择乔、灌、草本混合植被类型，采用镀锌网片加固等措施，进行边坡客土喷播绿化。1 a养护期后，实现75%面积边坡植被覆盖。劲松石料厂边坡客土喷播工程的成功实施为岩质边坡生态修复治理提供经验借鉴。客土喷播技术具有很好的推广应用前景。     

秦岭山区矿山岩质边坡生态重建基材配比研究

厚层基材配比是厚层基材喷射植被护坡技术的关键问题,为了对秦岭山区矿山岩质边坡进行生态重建,通过设计正交试验简化基质筛选过程。选取水泥含量、草炭含量、复合肥含量和保水剂含量作为正交试验的试验因素,植物出苗率和总生物量作为考察指标,分析各因素对植物出苗率和总生物量的影响程度,在此基础上归纳出适宜黑麦草生长的基材配比。试验数据分析表明,各因素对出苗率的影响程度为水泥>复合肥>保水剂>草炭,对总生物量的影响程度为草炭>水泥>保水剂>复合肥,综合分析确定最优基材配比为水泥含量9%、草炭含量8%、复合肥含量0.15%~0.3%、保水剂含量0.3%~0.7%。最后通过室内抗冲刷试验验证基材喷播初期的抗冲刷特性,表明该基材配比能够满足秦岭山区岩质边坡生态复绿工程需求,为厚层基材基质开发提供新思路。     

贵州喀斯特地区边坡抗侵蚀生态修复技术应用

喀斯特地区开挖边坡缺土、缺水、植被覆盖度低,坡面雨水侵蚀情况十分普遍,自然条件下植被难以恢复。由此提出喀斯特地区岩质边坡抗侵蚀生态修复新技术,在传统的客土喷播基础之上增加了抗侵蚀纤维层,作用于土壤表面形成土壤保护纤维层,且能与土壤紧密结合形成连续、多孔、吸水和柔性的防腐蚀覆盖,有效阻止了岩质边坡水土流失,提高了边坡植被的成坪效果,而且具有施工迅速,短时间呈现抗侵蚀效果的优点,符合边坡工程的发展方向,是岩溶地区岩质边坡生态修复的理想途径,可大面积推广。     

低掺量水泥土抗剪强度试验研究

利用静三轴CU试验研究了水泥掺入比低于5%的低掺量水泥土的应力-应变关系及强度特性, 探讨了在不同水泥掺量情况下水泥土抗剪强度指标的变化规律, 分析了素土和水泥土的变形破坏模式。试验结果表明, 水泥土强度随水泥掺量增加而提高, 当水泥掺入比大于1.5%时, 水泥土的强度和抵抗变形的能力较素土有显著的增强。研究结果对于深入认识低掺量水泥土的加固机理和现场施工合理选择水泥掺入比具有指导意义。     

煤矸石粉改良膨胀土的试验

针对南方地区广泛存在的膨胀土路基病害处置及煤矸石资源化利用需求,采用煤矸石粉改良膨胀土的胀缩特性.通过现有的公路工程土工试验规程中的室内试验方法,利用击实试验确定最佳含水率和最大干密度,再进行直接剪切试验和无荷载膨胀率试验,研究分析在掺入6%,8%,10%,12%煤矸石粉下膨胀土的黏聚力c,内摩擦角和无荷载膨胀率的变化规律,比较素膨胀土和改良土的效果,并通过扫描电镜试验分析膨胀土的改良机理.结果表明:随着煤矸石粉掺量的增加,膨胀土的抗剪强度提高,无荷载膨胀率减小,黏聚力和内摩擦角均有提高,煤矸石粉能够有效地降低膨胀土的胀缩性和改良膨胀土的抗剪强度,得出了改良膨胀土的物理化学机理及微观结构机理,并且确定了煤矸石粉的最佳掺量为8%,为有效改良膨胀土路基、资源化利用煤矸石提供科学依据和有效改良方法.     

海水入侵地区滨岸生态护坡植被抗剪性能试验研究

海水入侵对河口海岸的生态功能造成了极大危害,采用生态护坡工程配套技术,将生态护坡植被防止水土流失和生态修复的作用真正应用于海水入侵地区的研究较少。从根系提高土体抗剪强度的角度出发,选取灌木的柽柳根系作为试验材料,通过室内直剪试验,探讨了根土复合体中含根量、含水量以及根系径级的变化对土体抗剪强度的影响,研究成果可为植被固土护坡的机理研究提供参考依据,对滨岸地区采用生态护坡技术防治海水入侵的研究具有重要的指导意义。     

垃圾焚烧飞灰制硫铝酸钙复合水泥基材料的耐久性

以垃圾焚烧(MSWI)飞灰为主要原料,烧制了硫铝酸钙(CSA)水泥.研究了单掺或复掺MSWI飞灰、石灰石粉(LI)、粉煤灰(FA)及矿渣粉(SL)的复合CSA水泥基材料的耐久性.结果表明,与单掺10％ MSWI飞灰的CSA水泥相比,复掺20％混合材的水泥抗压强度明显提高,尤其是复掺5％ LI和15％ SL;复掺20％混合材的CSA水泥基材料的干缩、抗碳化和抗硫酸盐侵蚀性能都有一定的改善,但对抗渗性略有负面影响;随着水化龄期增长,CSA水泥净浆试样的氯离子溶出量呈降低趋势,且长龄期后溶出量渐趋稳定.     

高原高寒矿区生态地质层修复中的土壤层构建与成分变化差异

木里矿区地处高原高寒地区,经多年开采后生态破坏严重,土壤资源极度贫乏,能否将采矿渣土改良成适宜植被生长复绿的人造“土壤层”成为了生态修复过程中的科学难题。基于此,开展了适宜祁连山腹地高寒草甸生长的重构土壤材料和改良最佳配方的研究与试验。选用木里矿区渣土为土壤层构建矿基材料,以当地羊板粪、商品有机肥、牧草专用肥等为土壤改良材料,分土壤层构建和人造土壤肥力提升两大部分在矿区现场室内设置不同配比开展盆栽种草及出苗对比实验研究,重点分析了土壤层构建出的人造土壤与原始草甸土的差异。研究结果表明：（1）通过将羊板粪和矿区内经过人工破碎筛选后的细纯渣土进行深度拌合,可以有效构建具备植被立地条件和基本生长条件的人造土壤;（2）利用主成分分析法,分析了不同材料和配比在加入人造土壤后,土壤肥力提升的综合效果,得出渣土+羊板粪+商品有机肥+牧草专用肥（组合3）的土壤层构建方案最优,牧草长势好,与原始草甸土壤成分最相近;（3）现场大面积土壤层构建时,根据最佳的配比方案,制定了羊板粪用量为450 m³/hm²左右、商品有机肥用量为22 500～30 000 m     

预处理半水磷石膏在护坡材料中的应用

通过改善磷石膏的晶体结构对其进行除杂,确定半水磷石膏的预处理温度;基于半水磷石膏强度较低引入转晶剂以提高其强度,得出掺入0.03%硫酸铝预处理所得α半水磷石膏绝干抗压强度达到28.9 MPa。选用正交试验分析半水磷石膏、粉煤灰和腐殖土对磷石膏基护坡材料抗冲刷性的影响,得出半水磷石膏掺量对护坡材料的影响最大,最优参数组合下护坡材料的抗冲刷性为306.375 kg/(m~2·h)。采用单因素分析半水磷石膏对护坡材料的抗折强度、发芽率和生长高度的影响,验证最优因素组合下护坡材料各性能较好;SEM分析表明护坡材料自形程度很低,孔隙较多,有利于植被生长。     

基于层次分析法的矿山高陡岩质边坡生态修复绿化效果评价研究

为了对高陡岩质边坡矿山生态修复绿化效果做出科学客观的评价,以期解决绿色植被筛选难、耗时长等问题,本文首次运用层次分析法,以复绿植被生态的适应性、绿化效果、经济性与应用潜力为准则层,选取11个指标构建高陡岩质边坡矿山生态修复绿化效果评价体系。结果表明：耐旱性、生长速度、耐高温性和成本4个指标的权重值均大于0.1;耐贫瘠性、资源量、叶期和后期管护4个指标的权重值在0.05~0.1之间;抗风性、后期市场和覆盖度3个指标的权重值均低于0.05。     

偏高岭土对巷道底板复合锚固材料性能影响试验研究

预应力锚索锚注技术是解决巷道应力型底鼓的有效途径，然而现有锚固材料的锚固强度不能满足施工要求，因此，改善锚固材料的力学性能是底鼓治理技术的研究重点。基于偏高岭土提高无收缩灌浆料工作性能的能力，研究了不同配比的偏高龄土对高强无收缩灌浆料的化学作用，分析了偏高龄土掺量对复合材料试件抗压强度、吸水率、孔隙率、凝结时间的影响，以及复合材料抗酸碱性能和破坏形式。结果表明，复合底板锚固材料的吸水率和孔隙率更好；复合材料对碱性溶液抗腐蚀性优于对酸性溶液的抗腐蚀力；偏高岭土的掺量为0.3%、水灰比为0.2时，改善灌浆料性能的效果最佳，28 d抗压强度达到了88.05 MPa,与不添加偏高龄土相比，抗压强度增加了25.73%。研究成果对巷道底板锚固材料的研发有重要的指导意义。     

基于正交试验的充填材料改性最优配合比及其机理研究

为了改善充填体在抗折强度、收缩和抗冲刷性能方面的不足,用现代材料改性技术对充填体材料进行最优配合比的研究。采用脱硫石膏、石灰、粉煤灰、水泥和尾矿砂粗骨料作为试验材料,通过正交试验的方法系统研究了几种外掺料在骨料中的比例料对试件强度性能、收缩率的抗水性能的影响程度,并采用扫描电子显微镜对改性的微观机理进行了探究。试验结果表明:改性充填体材料的最佳配合比为:骨料56%、粉煤灰掺量4%、石灰掺量10%、石膏掺量10%、水泥掺量20%。外掺料分别从物理和化学2方面对生土材料的性能进行了改良;孔隙结构的改变和粒间黏聚力的增强是强度、收缩和抗水性能提高的根本原因。     

铜尾矿生态护坡植生基材配制及种植试验研究

以铜尾矿固废替代天然土壤,采用硫铝酸盐水泥为粘结剂,以甘蔗渣、聚丙烯酰胺、土壤保水剂、酸性化肥、有机菌肥为改良剂,对铜尾矿的性质改良,配制成生态护坡基材。通过测试分析和种植试验,研究了生态护坡基材的理化性质和植物生长特征。结果表明,硫铝酸盐水泥在提高护坡基材强度的同时使PH值升高,酸性化肥能中和水泥水化反应的碱性,随着时间的推移,基材的PH值逐渐降低至适宜植物生长的范围;甘蔗渣、聚丙烯酰胺、土壤保水剂和有机菌肥的加入,增强了护坡基材的土壤肥力和抗旱性能,使基材具有植物生长所需的类土壤结构和营养元素。较优的基材配比为：硫铝酸盐水泥12%、甘蔗渣4%、聚丙烯酰胺0.4%、土壤保水剂0.15%、酸性化肥1.2%、有机菌肥5%。     

煤矸石粉改良膨胀土抗剪强度机理分析

为提高煤矸石利用率及解决公路工程选用膨胀土时需对其进行改良的问题,论文将煤矸石粉作为膨胀土的改良剂,通过室内直剪试验,对比分析掺4%、8%、12%煤矸石粉对膨胀土抗剪强度的影响,并通过煤矸石浸泡液pH值及X射线衍射分析了改良机理。结果表明:抗剪强度的增加主要是由于黏聚力的增加,改良机理为煤矸石稳定后的浸泡液pH值在3.8~5.8之间,溶液为酸性,导致膨胀土的含水率降低,黏聚力增大,且XRD衍射图谱中经过经浸泡过后的煤矸石的衍射强度减小,证明其发生了一系列化学反应,析出的物质可与膨胀土胶结或发生离子交换反应提高了黏聚力,从而增加了膨胀土的抗剪强度。     

铁尾矿沥青混凝土混合料的路用特性研究

为探究不同铁尾矿掺量下沥青混凝土的路用特性,以齐大山铁尾矿部分替代天然砂为细骨料,考察了铁尾矿掺量对沥青混凝土混合料软化点、高温稳定性、冻融劈裂、抗车辙性以及低温抗裂性的影响。结果表明：①随着铁尾矿掺量的增大,试样软化点先增大后趋于稳定,动稳定度先升高后降低,铁尾矿掺量为20%时沥青混凝土混合料的软化点及动稳定度最高,分别达56 ℃、5 292次/mm。②随着铁尾矿掺量的增大,试样最大弯曲应变先减小后增大,抗弯强度逐渐增大;最大弯曲应变值在铁尾矿掺量为30%时达到了最低,且此时试样的性能基本能够满足路面性能的要求。③随着铁尾矿掺量的增大,试样抗车辙因子先增大后略微降低,铁尾矿掺量为20%时达到最大值。④随着冻融循环次数的增加,试样劈裂强度比逐渐降低;在同一冻融循环次数作用下,随着铁尾矿掺量的增大,沥青试样的劈裂强度比呈现出先增大后减小的趋势。综合铁尾矿沥青混凝土试验结果可知,当铁尾矿掺量为20%~30%时,沥青混凝土的各项指标可达到最佳。     

用熔铸-助熔剂法制备SiCp/Al-20Si分散型复合材料的研究

本文采用熔铸-熔剂法制造 SiCp/Al-Si 复合材料,并研究了复合材料的机械性能和抗磨耗性能.结果表明,选用氟盐作助熔剂,可有效地改善颗粒与基体溶液间的润湿性,提高了复合效果.复合材料的硬度值及弯曲强度都比基体合金提高25%左右,抗磨耗性极为优秀,比基体合金提高近10倍.2.5wt%-5 wt%SiCp/Al-20Si-4 Cu-0.7 Mg 复合材料,有着铸造工艺性好,弯曲强度高,比磨耗量低的特性,是一种理想的高强抗磨材料.     

炉渣改良淤泥质粉质黏土力学性质试验研究

以探究垃圾焚烧炉渣改良黏性土力学性能为目的,在不同的竖向压力(100~800 k Pa)下,对上海淤泥质粉质黏土掺和炉渣后的混合重塑土样进行了室内直剪试验研究,得到了混合土剪切破坏的变形特性和强度特性。结果表明,随着炉渣掺量的增加,混合土样的抗剪强度逐渐增大,受力由黏性土逐渐转向炉渣。最后,通过对试验后混合土样破坏面的观察,分析了土-渣混合物强度提高的作用机理。     

钢渣与矿粉复掺固化铁尾矿的力学特性及机理研究

为探究钢渣与矿粉替代部分水泥固化铁尾矿的力学特性及固化机理,通过宏观强度试验和微观试验手 段,得到钢渣与矿粉复掺固化铁尾矿形成复合材料的强度发展规律及微观特征。 结果表明:水泥掺量>5%的情况下, 通过添加钢渣与矿粉用来固化铁尾矿的效果有明显改良。 水泥-钢渣-矿粉固化铁尾矿较单掺水泥固化铁尾矿提高了 强度,失稳破坏后仍具有较高的承载强度。 较活性较差的钢渣,增加水泥或矿粉的掺量能够提高复合材料的强度,而 钢渣的增加具有抑制作用;水泥-钢渣-矿粉固化铁尾矿的结构更为致密,水泥水化反应激活了矿粉的潜在水化活性, 致使强度较低的 Ca(OH) 2 晶体完全参与水化反应生成 C—S—H 和部分 C3S、C2S,其中钢渣主要起骨架作用。     

铜矿区排土场生态恢复工程实施效果评价

以复垦后的某铜矿区排土场生态系统为研究对象,从植被恢复、水土保持、地形地貌、污染治理效果等方面,系统分析了其生态修复工程的实施效果。结果表明：生态恢复区土壤酸性问题得到有效改善,土壤pH值提高至7.64～8.01,区域酸性水源头减量化明显,年产生量减少约18.14万m³。治理区植物品种达17种,生物多样性高,植被覆盖度达95%以上。建设了截水沟、导水沟和排水沟,有效防止了地表汇水径流和平台积水对坡面土壤的冲刷作用。因势造形和修整坡面,提高了边坡稳定性和修缓坡面,复垦区域生态系统已进入正常的演替过程。本研究对生态恢复工程的实施效果进行系统评估,为矿区生态重建提供理论和实践依据。     

钢渣掺合料对碱集料反应抑制及有效性评估

利用ASTM C441方法进行钢渣掺合料抑制碱集料反应的有效性评估试验,钢渣掺合料抑制碱集料反应效果良好,砂浆棒膨胀率能够减少约50%;针对实际工程集料,采用提高养护温度和养护碱溶液浓度的优化试验方法进行有效性评估试验.试验结果表明,矿物掺合料达到胶凝材料总量的30%,单掺矿渣粉以及钢渣粉和矿渣粉复掺比例为1∶2时,钢渣掺合料对碱集料反应有较强的抑制效果.