浅析废石尾砂胶结充填在深井开采中的应用

矿产资源深部开采过程中,"三高"特征逐渐加剧,工程危害日趋严重;同时金属矿山尾砂、废石的排放量增多,尾矿库、废石堆场的安全环保问题日趋严重,废石尾砂胶结充填是解决矿山深部开采诸多问题的有效途径。废石尾砂充填开采可提高矿产资源的回采率,解决金属矿山的尾砂排放、废石堆放的安全环保问题,同时可减缓矿区地表的塌陷,从而可有效控制山区矿山地质灾害的发生,是现代采矿工业中"无费开采"的一项战略新技术。     

单根聚丙烯纤维在植被混凝土中的拉拔特性及临界长度研究

纤维加筋技术在复合土和混凝土等工程加固领域应用广泛,但在生态护坡领域的应用则鲜有报道.通过自主设计的试验装置,研究了单根聚丙烯纤维在不同含水率、不同干密度和不同龄期植被混凝土中的拉拔特性,分析了拉拔试验前后纤维的显微特征,并确定了临界加筋长度经验公式.研究表明:纤维拉力-位移曲线呈显著的多峰特征,主要与植被混凝土中存在水泥水化产物有关;1d试样界面抗剪强度在最优含水率时存在极小值,主要原因是试样初期的筋-土界面锚固力提高值相较于摩擦力减小值要低;随着干密度和龄期的增长,界面抗剪强度和残余抗剪强度都显著提高.通过多元线性回归分析,得出植被混凝土中纤维临界加筋长度的经验公式,对提升植被混凝土在高寒、强降雨、坡面高陡等恶劣环境下的工程耐久性有一定指导意义.     

冻融循环对植被混凝土养分及其固持能力的影响

由于植被混凝土基材在高寒地区应用效果较差且研究成果不多,为此开展了冻融循环试验,研究了植被混凝土基材三大类营养元素含量变化对冻融循环频次的响应,并对冻融循环后的基材进行淋溶试验,探究了冻融循环对基材养分固持能力的影响。利用Matlab软件对4种速效养分的淋失率进行主成分分析,对冻融循环后的基材养分淋失情况进行综合性评价。结果表明:冻融循环对植被混凝土基材养分含量及流失情况影响较大;随着冻融循环次数的增加,基材全氮含量先上升后下降,氨态氮、有效磷、有效钾含量逐渐上升,硝态氮含量逐渐下降;冻融循环作用提高了3种营养元素的淋出率,增加了基材养分淋溶流失的风险,降低了基材对速效养分的固持能力,这与主成分分析的结果相同。     

植被混凝土生态防护技术中锚钉参数的确定

岩石边坡生态恢复工程常采用植被混凝土防护技术。为了分析该技术中锚钉的受力情况,通过静力平衡条件,结合莫尔-库伦强度理论、锚钉的受力形变以及抗拔稳定性,推导出了锚钉在不同坡度、不同岩质边坡的最佳锚固间距、锚钉直径范围以及最小锚固深度的表达式。并结合工程实例,对计算值与实际工程采用值进行了对比分析,结果表明,计算值与以往实际工程采用值基本吻合。可为实际工程中锚钉支护方案的设计提供理论支持。     

基于GA-BP神经网络的粗粒土渗透系数预测

针对粗粒土渗透性能受颗粒级配、密实程度等因素影响而呈现明显差异,提出一种粗粒土渗透系数预测方法。收集并整理得到93组粗粒土数据,以全级配(d₁₀~d₁₀₀)和孔隙比作为BP神经网络的输入变量,利用遗传算法优化BP神经网络的初始权值与阀值,构建基于BP神经网络和遗传算法的粗粒土渗透系数预测模型。结果表明:该GA-BP神经网络经过55次迭代之后精度满足要求;87组训练样本预测结果的平均相对误差为5.10%,其中有75%的样本相对误差小于平均相对误差;6组检测样本预测结果的平均相对误差为6.39%,该网络模型泛化性能良好。采用GA-BP神经网络,由全级配和孔隙比能较好地预测粗粒土的渗透系数,且收敛速度、预测精度及泛化性能均优于标准的BP神经网络模型。     

纤维加筋植被混凝土基材统计损伤模型研究

为研究纤维加筋植被混凝土基材的本构模型和损伤演化规律,考虑围压和纤维掺量两个因素,基于Weibull分布建立了能反映基材力学特性的统计损伤模型,给出了模型参数的确定方法,探讨了Weibull分布参数与围压、纤维掺量的关系.利用该模型对基材三轴试验结果进行对比验证;根据基材的破坏准则,推导了损伤阈值的确定方法;通过分析损...     

棕榈纤维加筋植被混凝土三轴试验研究

研究棕榈纤维对植被混凝土干湿循环下的抗剪强度及抗变形能力的影响,为提高植被混凝土基材长期稳定性提供必要的科学依据.以植被混凝土基材为研究对象,以未掺入纤维的试样为空白对照样,按0.2％、0.4％、0.6％和0.8％配比掺入棕榈纤维,开展不固结不排水三轴试验,在0次、5次和10次干湿循环下,探讨棕榈纤维加筋基材的抗剪强度特性和应力-应变关系.试验结果表明,棕榈纤维加筋可改善基材破坏性能,使其从脆性破坏变为延性破坏;棕榈纤维掺入量为0.4％时,纤维加筋基材的强度增强效应最佳;棕榈纤维加筋提高了基材的残余强度,降低了基材的软化特性.此外,加筋基材的应力-应变曲线可采用应变软化模型描述.     

植被混凝土有机质类型与配比的合理选取

为同时保证植被根系生长需求和坡面稳定,需通过试验确定植被混凝土有机质合理类型与配比。选取4种常见富含有机质材料(稻壳、锯末、玉米酒糟、稻谷酒糟),以有机质类型和掺入量为变量,分别试验研究了其对植被混凝土孔隙率和无侧限抗压强度的影响。试验结果表明:植被混凝土孔隙率增幅随有机质配比增加而逐渐减小,无侧限抗压强度降幅则随有机质配比增加而增大;有机质的合理类型为小粒径粉末状有机质,合理配比范围为7%~9%。     

页岩陶粒植生型多孔混凝土制备与植生试验研究

为了研究页岩陶粒的颗粒级配对植生型多孔混凝土密度、抗压强度、空隙率以及内部空隙pH值的影响,设置2种页岩陶粒颗粒级配,测其堆积密度、表观密度、空隙率和吸水率等基本物理性质,对页岩陶粒进行植生型多孔混凝土的配合比设计计算。黄棕壤土中掺杂适量的粉煤灰、复合肥、FeSO₄和醋酸乙烯乳液制成改性土壤,改性土壤、腐殖质、蛭石粉末按2∶2∶1的比例加水调成流动度为210~240 mm的种植基质浆体,采用上置式和中置式2种种植构造进行植生试验。结果表明:12组植生型多孔混凝土的密度随颗粒级配和设计目标空隙率的变化在600~800 kg/m³之间变化,28 d龄期的混凝土抗压强度在5 MPa以上,内部空隙部位的pH值在11~12之间;配制的种植基质取得了良好的植生效果,在必要的养护和管理条件下,植物完全可以在2种种植构造中健康地生长。