矿井环境中混凝土材料腐蚀损伤演化与机理分析

通过试验模拟地下复杂环境中混凝土在硫酸盐腐蚀和干湿循环耦合作用下混凝土受力特点和损伤演化,测试和分析了不同腐蚀时期混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、质量和超声波速的变化及加载受荷过程中应力应变曲线变化,运用损伤力学,对腐蚀损伤进行多指标全面评价。分析受荷过程中腐蚀损伤对混凝土应力-应变关系的影响。结合腐蚀时间和应变对混凝土损伤扩展的影响,建立受蚀混凝土的受荷损伤模型。采用环境扫描电镜（ESEM）和X射线衍射（XRD）分析受蚀混凝土的微观结构演化。试验结果表明：① 混凝土受到硫酸盐侵蚀和干湿循环耦合作用,抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的经时变化规律大致相同,均呈现先增大后减小,其中劈拉强度和抗折强度对侵蚀引起的损伤更加敏感,劣化更加明显。通过数据回归得到以各性能指标为损伤变量的混凝土腐蚀损伤演化方程,得到不同损伤因子之间的线性函数关系;② 随着腐蚀环境的长期作用,腐蚀损伤混凝土试件峰值应力减小,峰值应变增加,弹性模量和峰值变形模量均有所降低。通过数学模型将腐蚀损伤和受荷损伤统一起来,表征混凝土受到的环境腐蚀、荷载及损伤之间的作用关系;③ 腐蚀产物钙矾石和石膏的膨胀作用和硫酸钠的结晶压在试件内部形成微破裂,随着腐蚀的加剧,微破裂逐渐增多和扩展。     

煤矸石混凝土抗硫酸盐侵蚀试验研究

针对煤矸石混凝土结构耐久性问题,制作煤矸石混凝土立方体试件,进行抗硫酸盐侵蚀试验,研究了粉煤灰掺量、水胶比和干湿循环次数对煤矸石混凝土耐久性的影响.结果表明:煤矸石混凝土抗压强度随干湿循环次数增加呈先升高后降低的趋势;干湿循环15次时,煤矸石混凝土抗压强度耐蚀系数与粉煤灰掺量呈负相关,与水胶比关系不大;干湿循环大于30次时,煤矸石混凝土抗压强度耐蚀系数与粉煤灰掺量呈正相关,与水胶比呈负相关,相关显著性强弱表现为干湿循环90次＞干湿循环60次＞干湿循环30次.煤矸石混凝土抗硫酸盐侵蚀能力能满足一般建筑物要求,这为煤矸石混凝土应用提供了试验依据.     

偏高岭土对混凝土抗复合盐侵蚀性能的研究

以5％Na2SO4、5％MgSO4、3.5％NaCl混合溶液为侵蚀介质,采用干湿循环方法,进行混凝土耐久性试验,研究复合离子对偏高岭土掺量为0、5％、10％,15％混凝土的侵蚀破坏规律.结果表明,随着偏高岭土掺量的增加,混凝土抗复合盐侵蚀能力呈现先增强后减弱规律,当偏高岭土掺量为5％时,抗侵蚀能力最强.采用X射线衍射和...     

酸碱干湿环境煤矸石混凝土抗压强度试验研究

为了探究干湿循环环境p H值不同时,掺入不同比例煤矸石骨料的混凝土强度弱化规律,制作混凝土棱柱体试件进行单轴抗压强度试验研究。结果表明:破坏面中断裂煤矸石骨料比例随干湿循坏次数增加而增加,掺入比例为δ=20%~50%时,煤矸石骨料及其周围混凝土成为试件承压的薄弱部位;混凝土试件单轴抗压强度随干湿循环次数与煤矸石骨料掺入量的增大而减小,且减小速度在中、碱性环境中逐渐减慢,而在酸性环境中逐渐加快;碱性环境对于干湿循环造成的煤矸石骨料混凝土强度降低现象起到了一定的缓解作用;干湿循环环境p H值不同时,掺入不同比例煤矸石骨料的混凝土随干湿循环次数的增加弹性模量减小。研究为防治煤矸石混凝土在建筑物服役期中受到酸碱干湿环境影响而逐渐弱化现象提供了一定的科学依据。     

盐冻循环作用下煤矸石混凝土损伤演化规律

为探究盐冻循环作用下路用煤矸石混凝土材料的剥蚀损伤演化规律,采用质量分数为3.5%的NaCl溶液为冻融介质进行盐冻循环试验,分析煤矸石体积取代率(0、20%、40%、60%)和盐冻循环次数对煤矸石混凝土的宏观表象、表面剥落量、剥蚀深度、抗压强度的影响,并以抗压强度为基准,建立了煤矸石混凝土盐冻剥蚀损伤演化方程。结果表明:在盐冻循环作用下,煤矸石混凝土破坏的主要形式是表面剥蚀,随着煤矸石取代率的增加,煤矸石混凝土在盐冻循环作用下的表面剥落量增多,剥蚀程度加重,抗压强度降低显著,但当煤矸石取代率在合理范围内,煤矸石混凝土的抗盐冻性能可以满足要求;所建立的煤矸石混凝土盐冻剥蚀损伤演化方程与试验数据符合较好,精度较高。本研究对推进煤矸石在道路工程中的应用具有重要意义。     

氯盐侵蚀对橡胶混凝土力学性能损伤的影响

对处于氯盐环境下的橡胶混凝土内部损伤及承载力的变化机理做了探究,分析了处于浓度为4%的NaCl溶液中的橡胶混凝土试件质量损失及其力学性能随浸泡时间变化的规律及原因。结果表明:受氯盐侵蚀期间,橡胶混凝土的质量损失率呈下降趋势,最大下降幅度为0.896%;橡胶混凝土110 d抗压强度较未浸泡时,有明显增加,质量损失率及抗压强度结果较为统一。此外,橡胶混凝土随橡胶颗粒掺量的增加,质量损失率增大,抗压强度降低;随橡胶颗粒粒径的增大,质量损失率减小,抗压强度增大。综合分析试验结果,橡胶颗粒粒径为3～6 mm,掺量为5%时,橡胶混凝土抗侵蚀性能最佳。     

混凝土井壁受盐害侵蚀后的强度损伤试验研究

井壁混凝土结构在地下复杂环境中易受复合盐害侵蚀。为了研究混凝土受盐害溶液侵蚀后的抗压强度和抗折强度的变化规律,设计制作了C70标号的高强混凝土试块,配置了3种不同浓度的复合盐害溶液,测定试块经过多次复合盐害溶液浸泡后的抗压强度和抗折强度。试验结果表明:高强井壁混凝土在清水和复合盐害溶液浸泡后,抗压强度和和抗折强度的变化趋势不一样。在清水环境中,两者基本都是上升的趋势,抗压强度在初期其强度上升比较快,到后期逐渐趋于稳定,抗折强度在第6个月到第7个月之间有突变。在复合盐害溶液中,抗压强度和抗折强度整体上符合先增大后减小的变化趋势。腐蚀溶液浓度越大,后期下降的趋势越快。抗折强度的变化规律比抗压强度的变化规律复杂。     

硫酸盐侵蚀环境下水泥砂浆损伤评价研究

通过测定不同硫酸盐侵蚀龄期,不同水灰比下普通硅酸盐水泥和高抗硫酸盐水泥砂浆的相对动弹性模量,评价硫酸盐侵蚀环境下水泥砂浆损伤。试验结果表明,在5%的硫酸钠溶液中长期浸泡的不同水泥砂浆试件,相对动弹性模量均随着硫酸盐侵蚀时间的增加而降低,且随着水灰比的增大而减小。说明由于硫酸盐侵蚀造成的混凝土损伤随着侵蚀龄期的增加而加剧,降低水灰比可以提高水泥砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能。在相同硫酸盐侵蚀环境下,高抗硫酸盐水泥较普通水泥具有良好的抗硫酸盐侵蚀性能。     

混凝土弯曲损伤模型研究

针对弹塑性力学研究混凝土本构问题带来的不足和缺陷,运用损伤力学的方法,导出混凝土在单轴拉、压状态下的损伤表达式,得到了混凝土在弯曲状态下的统一的损伤演化方程。     

硫酸盐腐蚀与冻融共同作用下井壁混凝土损伤劣化研究

通过试验研究了初始损伤井壁混凝土随硫酸盐腐蚀和冻融循环次数的增加,其质量、超声波传播速度及强度等的变化,运用损伤力学对损伤进行定量评价和参数拟合并借助环境扫描电镜观测分析混凝土微结构的变化。试验结果表明,随着腐蚀和冻融周期循环次数的增加,混凝土的质量呈先增大后迅速减小,超声波传播速度和抗压强度逐渐减小,初始损伤加剧了混凝土性能的劣化;冻融在混凝土损伤劣化中起主导作用,其引起的破坏作用远大于硫酸盐腐蚀。在冻融因素作用下,初始损伤对混凝土性能劣化的影响明显增强;腐蚀和冻融的叠加作用引起混凝土内部微裂纹的产生和连通,而初始损伤的存在使得微裂纹网络体系更加发达,呈现龟裂状延伸和扩展。     

某废旧电瓶炼铅厂环境污染损害评估研究

废铅酸蓄电池是指正极的活性物质由铅化合物构成,负极由铅构成,电解液由硫酸溶液构成的失去原有功能的蓄电池。废铅蓄电池和废铅蓄电池拆解过程中产生的废铅板、废铅膏和酸液均属于危险废物。废旧铅酸蓄电池的液体内不仅含有腐蚀性的硫酸,而且还含有重金属铅等,未经处置排放会对水体、土壤造成环境污染。以某非法废旧电瓶炼铅厂案件为例,通过文献调查和对基本工艺的研究,结合现场照片、监测报告等,确定该厂必备的基本生产条件和工艺流程,分析废旧电池炼铅过程的污染源、废旧电池炼铅工艺及排污环节,并以钠钙双碱法脱硫工艺投入成本来评估涉案炼铅厂的二氧化硫大气环境损害赔偿数额,以文丘里洗涤器来评估涉案炼铅厂的扬尘大气环境损害赔偿数额,以市场调研法确定了固体废物环境损害数额,并选取合适的方法对土壤和地下水损害进行了确认,以期为相关环境损害案例评估提供参考。     

矿山地质环境影响和土地损毁评估研究

为了有效遏制矿山地质环境的恶性发展,研究了矿山地质环境影响和土地损毁评估,矿山地质环境影响评估主要包括评估范围与评估级别、矿山地质灾害现状分析与预测、矿区含水层破坏现状分析与预测、矿区地形地貌景观破坏现状分析与预测等;矿山土地损毁预测与评估主要分析了已损毁各类土地现状、拟损毁土地预测与评估以及重复损毁情况。基于此,对矿山地质环境保护与恢复治理进行了分区。研究为矿山地质环境治理与土地复垦工作的部署提供了技术支持。     

基于改进的Poyting-Thomson蠕变损伤模型研究

针对原Poyting-Thomson模型不能很好地反映软岩受载蠕变过程中的加速蠕变阶段问题,在原Poyting-Thomson模型的基础上,串联了一个非线性元件,依据能量损伤理论中弹性模量的变化定义损伤变量,构建了一个在软岩受载时,能描述软岩全蠕变变形特征的新蠕变模型,并通过对砂岩的单轴压缩实验来验证构建出的模型的合理性。研究表明,以砂岩试件蠕变时间35 h为分界点,35 h前实验蠕变曲线处于衰减与等速蠕变阶段,35 h后实验蠕变曲线处于加速蠕变阶段,采用ORIGIN绘图软件分别对2个阶段进行模型函数拟合,得出了拟合曲线能够较好地吻合实验蠕变曲线,函数拟合精度高,证明了该模型的合理性。     

环保酵素对水中污染物的去除效果研究

以提升水环境治理过程中污染物去除效果为目的,进行环保酵素对水中污染物的去除效果研究。通过分析环保酵素去除水中污染物的原理,按照乐素昆·普潘翁博士的单一环保酵素和混合环保酵素配比制作2种酵素混合液。按照添加量分别为3%、6%、12%的比例,将单一环保酵素液和混合环保酵素液添加到水体样本内,每隔3 h对水体样本进行采样检测。实验结果表明,2种环保酵素均具有较好的污染物去除能力,在添加剂量相同的条件下,混合环保酵素去除污染物能力略高于单一环保酵素; 2种环保酵素对说中污染物中氨氮的去除率分别为35.80%和37.91%;应用环保酵素后可有效提升水体样本的溶氧量,提升污染物中的悬浮固体浓度,具有良好的应用效果。     

废弃铝土矿主要地质环境问题与修复治理方案择选

针对北冶镇裴岭村后岭废弃铝土矿主要地质环境问题,认为其地质灾害隐患主要由原采矿活动遗留的高陡边坡、采坑、不稳定边坡以及渣堆造成,并且导致含水层破坏、水土流失、地形地貌景观破坏等。提出了针对性的防治工程比选方案,对方案1和方案2进行比选可知,2个方案均能达到此次矿上环境治理的目的,且预计都能取得良好的成果。但相较而言,方案1在能达到同样目的的情况下,更经济实惠。采取挖填方工程、覆土及平整工程、田埂工程、土壤改良工程、绿化工程、养护工程等工程手段恢复研究区内土地功能,改善地形地貌环境、恢复植被,达到改善研究区整体生态环境条件的目的。     

混凝土喷射技术在煤矿支护中的应用分析及对策探讨

对近几年来混凝土湿喷工艺在煤矿井巷的推广使用情况进行了回顾,总结了现有的矿用湿喷工艺、设备种类及到目前为止的推广应用状况,并针对影响混凝土湿喷工艺在煤矿井下推广应用的各种要素进行了深入分析。对煤矿混凝土喷射的发展方向及各种条件下采取何种合适的喷射工艺进行了探讨,提出了解决问题的方法。     

压裂液体系对储层伤害试验研究

针对目前压裂液体系长期滞留对储层伤害的问题,通过模拟各压裂段施工条件,然后就不同压裂体系对储层的伤害进行试验与评价。实验结果表明,压裂体系滞留对低渗透层均存在不同程度的伤害。随着压裂体系滞留时间的增加,对储层的伤害程度也增加,但伤害率的增加幅度却不断减小。其中,PPQ压裂体系对储层伤害最大,对3个研究区的平均伤害率分别为64.00%、81.95%、66.50%;残渣的存在导致PPQ和胍胶对低渗透率储层伤害较大,清洁压裂液对储层的伤害则较小。     

柔模混凝土制备输送机组在沿空留巷工艺中的应用研究

为了缓解矿井采掘衔接矛盾,对柔模混凝土制备输送机组在沿空留巷工艺中的应用进行了研究,柔模混凝土制备输送机组装置主要由刮板上料槽、刮板上料机、混凝土搅拌机、混凝土输送泵等部件组成,该设备设计合理、结构紧凑、操作简单,具有运输平稳、运输能力高、耗能低和噪音小等优点。研究得出:柔模混凝土制备输送机组在沿空留巷工艺中的应用,实现了连续开采,有利于生产集中化和高产高效。     

基于生态环保的景区现状分析与环境规划

龙潭戏水旅游景区是西安市重点旅游景区之一,该地区旅游资源丰富且区位优势明显,但也存在基础设施不够完善、规划方案有待优化的问题,需要根据该区域的生态环保、地理位置与资源环境特点进行综合规划.从功能区域划分、景观系统结构、配套设施分布等方面对龙潭戏水旅游景区的规划方案进行了优化设计,形成了自然景观与人造设施相辅相成、共同提...