重庆地区不同地质年代泥岩膨胀特性试验研究

为了研究泥岩的膨胀特性,采用膨胀仪测试了多组重庆地区不同地质年代泥岩的自由膨胀率、膨胀力和膨胀应变。研究结果表明,泥岩的膨胀率主要受其地质年代、矿物组成、以及含水率的影响。另外,红色泥岩在不同层理方向具有不同的膨胀性能,垂直于层理面方向的膨胀率大于平行于层理面方向的膨胀率。在体积保持不变的情况下,不同年代泥岩的膨胀压力和膨胀应变呈线性关系。研究成果对于重庆地区工程建设中不同地质年代泥岩的膨胀性具有一定的参考价值。     

邯郸击实膨胀土的胀缩特性研究

在室内膨胀土测试试验的基础上,对邯郸膨胀土击实土样的胀缩特性进行了研究。分析了击实土样的膨胀力与初始含水量、初始干密度,以及膨胀率与压力、初始含水量和初始干密度的定量关系。结果显示：膨胀力和膨胀率均与初始含水量呈负线性相关,与初始干密度呈正线性相关;膨胀率与压力呈负指数相关。同时还根据膨胀土胀缩变形的物理机制,对各因素对膨胀土的影响机制进行了分析。     

邯郸击实膨胀土的胀缩特性研究

在室内膨胀土测试试验的基础上,对邯郸膨胀土击实土样的胀缩特性进行了研究。分析了击实土样的膨胀力与初始含水量、初始干密度,以及膨胀率与压力、初始含水量和初始干密度的定量关系。结果显示:膨胀力和膨胀率均与初始含水量呈负线性相关,与初始干密度呈正线性相关;膨胀率与压力呈负指数相关。同时还根据膨胀土胀缩变形的物理机制,对各因素对膨胀土的影响机制进行了分析。     

邯郸击实膨胀土的胀缩特性研究

在室内膨胀土测试试验的基础上,对邯郸膨胀土击实土样的胀缩特性进行了研究.分析了击实土样的膨胀力与初始含水量、初始干密度,以及膨胀率与压力、初始含水量和初始干密度的定量关系.结果显示:膨胀力和膨胀率均与初始含水量呈负线性相关,与初始干密度呈正线性相关;膨胀率与压力呈负指数相关.同时还根据膨胀土胀缩变形的物理机制,对各因素对膨胀土的影响机制进行了分析.     

矿山充填膨胀材料及其性能研究

针对自主研发的具有膨胀性及高固水的新型充填材料,分析膨胀及固化机理,并通过固水及膨胀性试验表明其最大水固比可达3∶1、充填体体积最大膨胀率为50.02%,开展充填体强度试验,结果表明:其最大单轴抗压强度可达到9.73MPa,同时采用最小二乘法拟合单轴抗压强度与抗折强度、抗拉强度的关系式;采用SEM对充填体进行微观结构分析,揭示了充胶结膨胀填体强度增长规律。     

江苏高邮地区膨胀土性能及其地基承载力研究

该文以某风电项目为依托,对本场区内分布的膨胀土的物理力学性能进行室内土工试验,对其膨胀率、自由膨胀率、收缩系数、膨胀力进行分析,现场通过原位测试判别膨胀土的工程性能,综合室内试验、原位测试确定膨胀土地基承载力的经验公式,并与现场膨胀土荷载试验结果进行比较,验证承载力公式的正确性和可行性,用于研究本场地膨胀土的地基承载力,以指导合理的选择地基基础设计方案。     

不同高庙子钠基膨润土膨胀性能研究

本文为研究GMZ07和GMZ24-200两种膨润土的膨胀性能，将膨润土浸泡在去离子水中进行膨胀力试验，并对GMZ24-200进行了膨胀量试验。结果表明，膨胀力随时间增长而增大，膨胀力随着干密度的增大而增大，且干密度越大，试样初始膨胀速率越大，表现为膨胀力时程曲线初始曲线越陡。GMZ07膨润土膨胀力曲线在低密度时具有“双峰”结构，高密度时则没有，GMZ24-200膨润土膨胀力曲线则没有“双峰”。GMZ07膨润土远比GMZ24-200膨润土蒙脱石含量高，导致GMZ07膨润土在去离子水中的膨胀力大于GMZ24-200膨润土的膨胀力。对两种膨润土最大膨胀力与干密度进行了拟合，利用公式表示有效蒙脱石含量与最大膨胀力之间的关系。GMZ24-200膨润土膨胀量随时间增大而增大，干密度与最大膨胀率之间具有良好的线性关系。     

膨胀型浆体的膨胀材料若干问题研究进展

弱层理面急倾斜岩层内巷道顶板层状岩体易产生“顺层滑移”破坏,利用膨胀型浆体对弱层理面进行 注浆,产生“先挤后黏”的注浆加固效果,提高顶板围岩的强度和完整性,能较好地解决这一问题。针对膨胀注浆加 固支护技术,提出了膨胀型浆体概念,分析了膨胀型浆体的膨胀作用机理。如何选择膨胀材料是配制膨胀型浆体 的关键问题。通过对各类膨胀型材料的发展历程和国内外研究现状进行总结,论述了各类膨胀型材料的膨胀机 理。从膨胀发育时间、体积膨胀率、力学强度、膨胀应力4 个方面分析了膨胀型材料的特性,选定HSCA-Ⅱ型静态 破碎剂为膨胀源进行了膨胀型浆体配比试验、体积膨胀率试验、力学强度试验,分析了静态破碎剂-膨胀型浆体的 膨胀发育时间、体积膨胀率和力学强度特征。研究表明：随着静态破碎剂掺量增大,静态破碎剂-水泥新型膨胀型 浆体的抗压强度减小,膨胀发育时间延长、体积膨胀率增大;静态破碎剂-水泥新型膨胀型浆体的膨胀发育时间合 理、体积膨胀率较大、自身强度较高、膨胀应力能在支护岩体中提供挤压力,具有良好的工程应用意义。为实现良 好的工程应用效果,后期还需要在膨胀材料优选及研发、膨胀型浆体膨胀机理、膨胀型浆体-岩体力学行为、膨胀型 浆体膨胀—固化—流动耦合作用机制、膨胀型浆体协同支护理论与技术等方向开展大量的理论及试验研究。     

注浆封孔材料的性能及其膨胀机理研究

注浆加固巷道围岩是矿山支护的新技术之一,钻孔封堵材料是注浆加固技术研究的一个重点。本文介绍了一种以高铝水泥、石灰、石膏等为主体材料的速凝高强膨胀性封孔材料,测定了该材料的凝结时间、膨胀率和强度等特性并对其膨胀机理进行了探索。结果表明,所研制的速凝高强膨胀性封孔材料凝结时间适当、膨胀率较大、强度较高,能够满足矿山注浆加固封孔的要求。材料的膨胀机理在于水化产物钙矾石具有较小的晶体尺寸并呈放射状分布。     

控制石膏凝结膨胀性初探

主要对半水石膏细主其外加剂对水化结膨胀率的影响进行了初步探索,认为细度变细加快了膨胀的速度,外加剂对膨胀性的影响远大于细度的影响,可使膨胀率减小５０％以上,且掺入复合外加剂所获综合指标好于掺入单一外加剂的。     

集成回填材料的膨胀性能研究

与单一膨润土相比,集成回填材料(新疆沸石与新疆膨润土混合物、安徽凹凸棒石与新疆膨润土混合物)能够提高防渗阻隔能力、热传导能力等,本文主要研究初始含水率、压制载荷、干密度、膨润土含量等因素对集成回填材料的膨胀率及膨胀力的影响。试验结果表明,初始含水量对集成回填材料的最终膨胀率和膨胀力影响不大,试样加水后体积迅速膨胀,2000 min后体积增长速度缓慢,直至体积保持不变。同等情况下,压制荷载为20 MPa比10 MPa时最终膨胀率和膨胀力大,说明压制载荷对集成回填材料的膨胀性能有所影响;在同一含水率、同一压制载荷20 MPa条件下,最终膨胀率和膨胀力随干密度的增大而增大,这是因为干密度越大,混合物间的颗粒联系越紧密,当遇水膨胀后对膨胀仪的反作用也大。最后还得出复合矿物中膨润土含量占集成回填材料的比例越大,其膨胀率和膨胀力越大。同等比例下,由于沸石为非粘土矿物,而凹凸棒石为粘土矿物并含有部分蒙脱石矿物对复合矿物的膨胀性能有所贡献,因此添加凹凸棒石比沸石更容易得到膨胀性能较好的集成回填材料。然而在实际工程中采用集成回填材料时还要综合考虑影响其它工程性能和阻滞性能的因素,选择适合的集成回填材料配比及工程参数为将来高放深地质处理核废物打好坚实的基础。     

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.     

高庙子钠基膨润土的膨胀性能研究

膨胀性能是高放废物处置库缓冲材料的关键参数之一,缓冲材料的膨胀性能与处置库功能的稳定性密切相关,准确地预测评价膨润土膨胀性能具有重要意义。为了研究缓冲材料膨胀性能与干密度、有效蒙脱石含量的关系,本文采用恒体积膨胀法研究了高放废物处置基本材料GMZ07和GMZ24-200膨润土的膨胀力,并利用膨胀仪研究了GMZ24-20膨润土的膨胀率。试验表明,膨胀力随时间增长而增大,膨胀力随着干密度的增大而增大,且干密度越大,试样初始膨胀速率越大,表现为膨胀力时程曲线初始曲线越陡。GMZ07膨润土膨胀力曲线在低密度时具有"双峰"结构,高密度时则不明显;GMZ24-200膨润土膨胀力曲线未见"双峰"。GMZ07膨润土的蒙脱石含量高于GMZ24-200膨润土,导致GMZ07膨润土的膨胀力大于GMZ24-200膨润土的膨胀力。对两种膨润土最大膨胀力与干密度进行了拟合,最大膨胀力与干密度呈指数关系,利用公式表示最大膨胀力与有效蒙脱石含量之间的关系。可以看出,GMZ24-200膨润土膨胀量随时间增大而增大,最大膨胀率与干密度呈线性关系。     

基于应变测量的煤吸水膨胀变形特征实验研究

自由膨胀率是煤岩膨胀性判定的一项重要指标,考虑到千分尺间接测量存在操作要求高、时间长等缺点,采用应变测量方法对煤吸水膨胀应变进行了测试研究。研究表明:应变测量具有可靠性强、灵敏度高、自动获取数据等优点,可以直接获得煤岩的自由膨胀率;煤吸水膨胀变形应变全过程可以分成初始压应变作用、拉应变急剧上升、拉应变缓慢增大3个阶段;煤试样轴向拉应变比环向拉应变大1‰左右,数值上两者相差不大,水沿层理方向渗透速率快,层理对煤吸水膨胀影响较大。     

基于湿度场理论的岩石膨胀本构模型研究

针对现有膨胀本构模型的局限性,基于湿度场理论和膨胀性试验,分析侧限自由膨胀和有荷膨胀的膨胀率,推导的本构模型具有理论基础,其中的参数变量具有物理意义。研究结果表明:膨胀本构模型中应变与应力的对数和应力的线性组合呈负相关的函数关系,当轴向应力较小时近似采用对数函数拟合,轴向应力较大时近似采用线性函数拟合;膨胀岩的吸水率与轴向应力呈负对数函数关系;拟合的本构模型中相关系数达0.97,说明此本构模型对相关数据拟合具有较好的一致性,研究结果可为三维膨胀理论提供指导。     

工业蛭石的矿物学属性及在“双碳”战略中的作用

基于工业蛭石的化学成分、矿物组成及热学与阳离子交换性等矿物学属性，重点讨论了灼烧膨胀法、插层膨胀法和插层-微波膨胀法对国内不同产地膨胀蛭石膨胀率的影响。结果表明，工业蛭石的矿物组成以金(黑)云母-蛭石间层矿物为主，含少量蛭石或金云母；工业蛭石由于结构中含有蛭石晶层而具有良好的加热或插层膨胀性与阳离子交换性；相对于灼烧加热膨胀法，采用微波膨胀法、插层膨胀法和插层—微波膨胀法可制备结构层不被破坏的高强度柔韧性膨胀蛭石。采用复合插层—微波膨胀法制备的高膨胀率膨胀蛭石为长条蠕虫状多孔轻质材料，膨胀倍数高达36倍，堆积密度仅为0.033 g/cm3，具有优异的轻质、保温和绝热性能。工业蛭石矿产具备战略性新兴矿产的许多特征，具有节能降耗和控制能耗强度并助力碳减排碳达峰的功能，在“双碳”战略和环保节能领域具有重要的作用。      

泥岩在不同水化学环境下的膨胀变形规律

通过对泥岩重塑样在不同水化学环境下的膨胀变形试验,研究了溶液浓度的大小对其膨胀变形规律的影响。研究结果表明,KCl溶液能抑制重塑泥岩样的膨胀变形,其膨胀率仅有蒸馏水中膨胀率的一半;不同浓度作用下的重塑泥岩样膨胀变形量不同,随着浓度的增加其膨胀率呈减小的趋势。     

膨胀岩判别与分类方法讨论

膨胀岩的判别可分为初判和详判。初判根据膨胀岩野外特征进行判别，详判是在初判的基础上通过膨胀岩的主要膨胀特性指标以实现，如极限膨胀力、自由膨胀率、极限膨胀量、干燥饱和吸水率等。研究表明，膨胀岩的分类有必要采用多指标综合评判，并简单介绍两种常见的模糊数学分类方法，即灰色聚类法和多因子模糊综合评判，为今后工程建设中膨胀岩的判别与分类提供参考。     

膨胀岩水理性及膨胀势能释放规律试验研究

以夜长坪钼矿膨胀性矿体巷道的破坏为工程背景,基于水理性试验方法,了解到其膨胀是先快速增加后逐渐稳定的过程,并对膨胀岩经多次吸失水过程后其膨胀势能的变化情况进行研究。试验结果表明,随着吸失水试验次数的增加,膨胀岩的膨胀性会逐渐减小至稳定状态。试验所揭示出的膨胀势能释放规律,为膨胀岩工程支护提供理论依据。     

定远县膨胀土特征研究

利用X射线衍射法等技术手段,对定远县膨胀土的矿物组成和自由膨胀率等特征进行了试验研究。结果表明:该县膨胀土属于弱膨胀潜势土,粘土矿物成分以高岭石、伊利石为主,膨胀土膨胀潜势地区差异较大,自由膨胀率与蒙脱石含量、塑性指数及液限均有一定相关性。最后针对已建和拟建工程,分别提出了膨胀土防治建议。