聚丙烯纤维加筋尾矿砂力学特性试验研究

为探索加筋尾矿砂用作路堤填料的可行性,将不同长度、不同含量的聚丙烯纤维掺入铁尾矿砂中,开展纤维对尾矿砂单轴抗压强度、黏聚力和内摩擦角影响的室内试验。结果表明,掺加聚丙烯纤维能够显著提高尾矿砂的单轴抗压强度,但连续增大聚丙烯的纤维长度、持续提高纤维含量对尾矿砂抗压强度影响不大;加筋尾矿砂的黏聚力随纤维长度和含量的增加呈先增大后减小的趋势,但掺加纤维后尾矿砂的黏聚力整体上高于未添加纤维的尾矿砂;尾矿砂的内摩擦角几乎不受聚丙烯纤维长度和含量的影响。长度1.5 mm、含量0.20%的聚丙烯纤维是最优的加筋配比,这为尾矿砂用于路堤填料提供了试验依据。     

高炉矿渣纤维对胶结砂强度与变形特性的影响

这是一篇矿物陶瓷材料领域的论文。为了增强胶结砂材料的力学性能，同时提高矿产资源利用率，将高炉矿渣纤维与河砂、水泥和水混合后压制成加筋胶结砂试样。通过开展无侧限压缩实验研究了高炉矿渣纤维的掺量和长度对加筋试样强度于变形特性的影响规律。结果表明：随着纤维掺量的增加，胶结砂试样的无侧限强度呈增长趋势，但增长幅度在掺量超过0.3%后明显降低；采用5 mm和10 mm的两种长度纤维进行实验，在相同掺量条件下，长纤维对胶结砂强度的增强效果是短纤维的1.25～1.55倍左右；经过微观形态观察，发现高炉矿渣纤维掺入胶结砂后，提高了颗粒间的黏结程度和团聚效果，进而增强了胶结砂的强度和韧性。     

加筋尾矿坝的极限平衡分析

运用极限平衡分析原理，对土工织物加筋尾矿砂组成的坝体稳定性和加筋效果进行了计算。结果表明，土工织物加筋尾矿砂的抗滑稳定系数比不加筋时显著增强。在加筋间距＞0.4m时，筋材提供的抗滑力明显减小。     

木质纤维加筋土体力学性能试验研究

为了探究不同掺量的木质纤维土的力学性能变化趋势,以黑龙江某基坑的粉质黏土为试验对象,通过进行直剪试验以及无侧限抗压强度试验,得到了不同掺量下木质纤维土的抗剪强度以及无侧限抗压强度变化规律。试验结果表明:掺入木质纤维对土体强度有一定的提高,随着木质纤维的掺量增长,纤维加筋土的内摩擦角以线性趋势持续增大、黏聚力以及无侧限抗压强度均为先增大后减小,最佳纤维掺量为4%。     

铁尾矿路面基层材料力学性能与耐久性能研究

为了探讨铁尾矿大规模资源化利用的新途径,以无侧限抗压试验结果（试件中水泥、碎石、铁尾矿和改性生物酶的质量比为5∶30∶68∶2）为基础,研究了聚丙烯纤维掺量对路面基层材料的力学性能和耐久性能的影响。结果表明,在聚丙烯纤维掺量为1.5 kg/m3的情况下,试件的劈裂抗拉强度达到0.396 MPa,抗弯拉强度达1.641 MPa,抗弯拉强度与无侧限抗压强度之比为0.27,冻融循环和干湿循环情况下的无侧限抗压强度均大于5 MPa,抗冻系数大于0.80,水稳系数大于0.88,试件冲刷率为0.139 g/min,质量损失比为1.92%,各项力学性能、耐久性能均满足高速公路和一级公路的要求,说明铁尾矿作为高速公路路面基层材料的主要成分是可行的。     

新型珍珠岩混凝土砌块砌体力学性能研究

新型珍珠岩混凝土砌块由岩棉、珍珠岩、水泥、骨料等材料制作而成,其具备抗压强度高、自重轻、热工性能好等优点。本文通过制作珍珠岩混凝土砌块砌体抗剪试件、抗压试件和墙体轴心受压试件,进行砌体抗剪强度及墙体轴心受压试验,得到相关试验值并分析其特征。结果表明:新型珍珠岩混凝土砌块砌体沿通缝抗剪试验破坏面位于砌块与灰缝砂浆交接处,其抗剪强度一方面取决于砌块与砂浆的黏结面积大小,另一方面取决于灰缝砂浆的黏结强度;其墙体轴心受压破坏特征与普通混凝土砌块墙体轴心受压破坏特征基本一致。研究成果可为实际工程应用提供理论依据。     

纤维补强增韧固化土的试验研究

在土壤固化剂固化土中加入聚丙烯纤维改善固化土的力学性能,考察了试件养护龄期、聚丙烯纤维以及固化剂掺量对固化土无侧限抗压强度和受压过程的影响.结果表明,聚丙烯纤维可有效提高固化土的无侧限抗压强度,掺量为0.1％时纤维固化土的无侧限抗压强度较同龄期未掺时提高了9.4％;随着龄期增长和固化剂掺量增加,抗压强度不断增加;聚丙烯纤维的掺入可有效提高固化土的韧性.     

铁尾矿砂水泥砂浆抗压强度及微观结构分析

为研究铁尾矿砂掺入量对水泥砂浆抗压强度及微观结构的影响,采用高硅型铁尾矿废石破碎而来的铁尾矿砂,以不同质量铁尾矿砂等比例代替天然河砂配制水泥砂浆进行抗压试验。对比铁尾矿砂与天然河砂在组成成分、粒形、粒径、级配分布上的差异,分析铁尾矿砂与天然河砂比例不同时水泥砂浆立方体试件的破坏形态以及抗压强度。并使用扫描电子显微镜(SEM)着重分析完全替代下铁尾矿水泥砂浆与天然河砂水泥砂浆的细骨料与水泥胶体的交界面形态及水化产物微观形貌。结果表明:所用铁尾矿砂Si O2含量较高,属于高硅型铁尾矿,由于机制原因造成其多棱角且表面粗糙。替代率对铁尾矿水泥砂浆立方体试件破坏形态没有显著影响,不同替代率下铁尾矿水泥砂浆力学性能均优于天然河砂水泥砂浆。铁尾矿砂的加入会导致水泥砂浆内部结构劣化,但由于铁尾矿砂多棱角、表面粗糙与水泥胶体的机械咬合力较大,而且高硅型铁尾矿砂自身强度较高,弥补了由于结构劣化造成的力学性能损失,使铁尾矿水泥砂浆的基本力学性能仍能满足要求。     

筋土界面作用特性的试验研究

筋-土界面的作用特性直接决定加筋土工程的稳定性,所以筋材与填料的界面技术指标是土工加筋关键的设计指标.该文利用TZY-1型土工合成材料综合测定仪,以塑料土工格栅为加筋材料,以红粘土为填料进行直剪摩擦和拉拔摩擦试验,对不同压实度、不同加筋材料、不同速率下加筋土的摩擦特性、抗拔位移的变化规律进行了研究,为今后的加筋土工程应用提供参考,为相关工程的稳定性和变形分析提供依据.     

聚丙烯纤维对煤矸石混合料性能影响研究

在水泥粉煤灰稳定煤矸石混合料中掺加聚丙烯纤维改善其性能,在室内进行了混合料无侧限抗压强度、间接抗拉强度、抗弯拉强度及干缩性能实验,并与未掺入纤维组进行对比分析。结果表明：掺加聚丙烯纤维能够显著提高混合料后期无侧限抗压强度,但持续增加聚丙烯纤维掺量及纤维长度对提高混合料抗压强度的贡献性不大;混合料的间接抗拉强度随着纤维长度的增加呈先增后减趋势,抗弯拉强度随着纤维长度的增加呈半抛物线增长趋势,且在纤维长度一定的情况下,纤维掺量越大,抗拉强度提高效果越明显;聚丙烯纤维的掺入能够降低混合料的干缩系数及干缩应变,且在同一龄期,纤维掺量越大,混合料的干缩性能改善越明显。这为水泥粉煤灰稳定煤矸石混合料应用于路面基层提供了试验依据。     

干湿循环作用下不同围压尾砂的力学特性

为探究吸湿脱湿循环作用下湖南省某尾矿库尾砂在不同围压下力学行为的变化规律,对尾砂试样进行0~6次吸湿脱湿循环试验。在围压为100、200、300 kPa的情况下分别对特定的尾砂试样进行室内常规三轴试验,得到了尾砂试样的承载能力变化趋势、吸湿脱湿循环对尾砂试样黏聚力和内摩擦角的影响、孔隙水压力与剪缩剪胀之间的关联等力学特性。试验结果表明:随着吸湿脱湿循环次数的增加,尾砂试样强度逐渐减弱且初次吸湿脱湿循环后强度下降较明显;吸湿脱湿循环导致尾砂试样内摩擦角和黏聚力下降;孔隙水压力的变化趋势在一定程度上能反映试样的剪缩剪胀特性;吸湿脱湿循环和高围压作用对试样的剪胀特性均有一定的抑制作用。     

土工合成材料层间摩擦试验研究

随着我国矿产资源的开发,尾矿的粒度越来越细,尾矿库的库容和尾矿坝的高度在不断的增加,尾矿库的安全与稳定日益成为广受关注的方向。近些年来,一些学者将土工织物、土工格栅等土工合成材料运用到尾矿库筑坝工程中以提高尾矿坝的稳定性,具有重大的意义。根据不同的应用形式,形成尾砂－土工合成材料、土工合成材料－土工合成材料的接触面。作者开展尾砂与土工织物、土工织物之间、土工织物与土工格栅之间界面摩擦特性直剪试验。试验结果表明土工织物与尾矿砂界面直剪剪切曲线为理想弹塑型。土工织物与尾矿砂界面强度指标粘聚力为38.3kpa,摩擦角为30.4°。土工织物之间的直剪剪切曲线为应变软化型。土工织物之间界面峰值强度指标粘聚力为0kpa,摩擦角为18.7°。土工织物与土工格栅直剪实验曲线在5mm剪切位移之前剪应力增长较快,此后剪应力上升平缓,三条应力应变曲线都在剪切位移达到35mm时产生突降。剪切位移35mm时,土工织物与土工格栅界面强度指标粘聚力为79.6kpa,摩擦角为21.6°。试验结果可以为类似坝体的稳定计算提供依据。     

尾矿土工织物编织袋层间界面摩擦强度特性研究

尾矿干式堆存技术近年来逐渐被推广应用,与传统的尾矿库堆存技术相比,尾矿干式堆存能够降低尾矿含水量,增强尾矿的力学性能,提高尾矿库的整体稳定性。在利用土工织物大型编织袋充灌尾矿干堆新技术中,土工织物编制袋层间界面的摩擦强度是影响和决定整个尾矿干堆场稳定性的主要指标。根据制作加工简易的大型土工“似直剪仪”,进行不同含水率和法向压力下的尾矿土工织物编织袋摩擦抗剪强度试验,得出尾矿土工织物编织袋层间界面摩擦系数和抗剪强度关系曲线,同时用一阶线性拟合的摩擦抗剪强度方程较符合摩尔-库伦强度准则。该抗剪强度方程能够反映土工织物层间界面摩擦的物理力学参数及变形特征,为尾矿土工织物编织袋干式堆存筑坝的稳定性计算提供依据。     

某铁矿全尾砂胶结充填材料配比试验研究

针对某铁矿分段空场嗣后充填采矿法应用的材料设计实际问题,全面开展了全尾砂胶结充填材料配比试验研究。通过单轴抗压强度试验、剪切试验、单轴承压变形试验,获得了不同浓度、不同砂灰比下的充填体单轴抗压强度、弹性模量、内摩擦角及粘聚力,为采矿安全稳定性分析确定了基本技术参数。     

钼尾矿复合胶凝材料的制备及其水化机理研究

为了促进固体废弃物的资源化利用，解决尾矿堆积带来的环境、安全问题，并提供相应的理论依据，以钼尾矿为主要原料制备复合胶凝材料，通过粒度分析、力学性能测试、X射线衍射（XRD）和扫描电镜 （SEM）等测试手段，研究了钼尾矿磨矿时间和掺量对胶凝材料性能的影响及复合胶凝材料的水化机理。结果表明：①当钼尾矿粉磨时间为80 min，比表面积为500 m2/kg，其28 d活性指数接近1.2；钼尾矿掺量为40% ，胶砂比为1∶3，水胶比为0.5时，所制备的复合胶凝材料胶砂块28 d抗压强度为52 MPa。②复合胶凝材料水化反应初期，主要生成水化硅酸钙和钙矾石，为胶砂块提供了早期强度，水化反应后期主要产物为C—S—H 凝胶、水化铝酸钙及钙矾石（AFt），尾矿残余颗粒及水化产物的凝聚效应为胶砂块强度提供了保障。     

矿粉和纤维对活性粉末混凝土工作和力学性能的影响

为研究硅粉和铁尾矿改性混凝土的基本特性，分别用硅粉和铁尾矿粉按照0～20%的比例替代水泥和河砂，并通过力学和氯离子侵蚀实验获得硅粉和铁尾矿粉的较优替代比；然后在此基础上，分别按照体积比为0～2%添加钢纤维、玄武岩纤维和剑麻纤维来改善混凝土的力学特性，结果表明：混凝土的抗压强度和抗拉强度随着硅粉和铁尾矿粉的增加先增后减，其中硅粉和铁尾矿粉的较优替代比分别为15%和10%。三种纤维都能有效地提高混凝土的抗压强度和抗拉强度，但降低混凝土的坍落度。掺入硅粉5%以及10%的铁尾矿粉可以提高混凝土的抗氯离子侵蚀性能，但过多的铁尾矿粉对混凝土的抗氯离子侵蚀性能不利；玄武岩纤维比钢纤维和剑麻纤维能更好地提高混凝土的抗氯离子侵蚀性能，SEM分析也获得相同的结论。     

含混杂纤维尾砂胶结充填体静态力学性能试验研究

为探究钢纤维（SF）与聚丙烯纤维（PF）混杂后对尾砂胶结充填体静态力学性能及破坏模式的影响，采用电子万能试验机和扫描电镜分别对含混杂纤维尾砂胶结充填体进行单轴压缩试验和微观测试。结果表明：混杂纤维的掺入对充填体破坏模式有显著影响，无纤维充填体（CTB）最终以单斜面剪切破坏为主，呈明显的脆性破坏，而掺混杂纤维充填体（SP-FRB）因内部纤维的桥连和阻滞效应，最终破坏以较多的微小次生裂纹为主，试件整体裂而不断，表现出明显的延性变形；混杂纤维的掺入能够提高充填体的单轴抗压强度，但纤维含量存在最佳值；CTB及SP-FRB的应力-应变曲线均存在孔隙压密、线弹性变形、塑性屈服和破坏后四个阶段；微观测试结果表明，充填体内部初始孔隙的数量和大小是其破坏失稳的重要因素，钢纤维和聚丙烯纤维能够在充填体内保持较高完整性，并分别通过与基体间的黏结力和自身疲劳断裂阻滞裂缝的扩展。     

铁矿尾矿双免砖的研制

介绍铁矿尾矿制作砖的材料、工艺过程，研究了铁矿尾矿与炉渣、河砂和石灰的配比试验，以及外加剂、成型压力、成型水分对抗压强度的影响。