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.     

干湿循环下煤矸石改良膨胀土表面特性研究

利用煤矸石改良解决膨胀土干燥开裂造成的工程灾害,通过不同煤矸石粉掺量的膨胀土收缩试验,确定煤矸石粉的最佳掺量,对干湿循环下土样表面的裂隙图像进行分析,检测土样表面及裂隙面的粗糙度,根据土样表面特性分析煤矸石抑制膨胀土收缩裂隙发育的机理.结果表明,在干湿循环下,当煤矸石粉掺量为9％时,膨胀土收缩性得到较好的抑制,裂隙面积...     

煤矸石回填土物理力学性能试验研究

为了解煤矸石作回填土的掺砂量与强度之间的关系,找出具有工程实应用的配比,对不同配合比条件下的煤矸石回填土的物理性能(含水量、最大干密度、最佳含水量)和力学性能(粒径级配、压缩系数、黏聚力、内摩擦角)进行了试验研究,并根据试验数据构建线性回归预测模型对地基承载特征参数进行了预测。试验结果表明:煤矸石作回填土其不均匀系数为6.44,曲率系数为1.621,级配良好,有利于压实。3种配合比试验的压缩系数分别为0.31、0.29、0.26,属于高压缩性土。试验土样在黄土掺量不断增加后,剪应力、黏聚力和内摩擦角也随之增加,说明该土样的抗剪强度随着黄土掺量增加而增加,根据指标预测值计算得到地基承载特征值,符合建筑规范要求。     

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%。     

紫花苜蓿-黄土复合体抗剪强度时间效应研究

植物根系能提高边坡稳定性和防止水土流失，研究选取紫花苜蓿-黄土复合体为研究对象，通过PVC管人工种植获取紫花苜蓿-黄土复合体试样，并采用三轴压缩试验测定紫花苜蓿-黄土复合体抗剪强度指标并分析其时间效应，对比分析了围压及含水率对紫花苜蓿-黄土复合体抗剪强度的影响作用。结果表明：与素黄土相比，紫花苜蓿-黄土复合体抗剪强度显著提高。随着紫花苜蓿生长期（60、90、120、150 d）的增加，紫花苜蓿-黄土复合体的黏聚力显著增加；在低围压状态下，不固结不排水（UU）试验中不同生长期紫花苜蓿-黄土复合体试样黏聚力较素黄土分别增加了7.02%、18.81%、26.09%和36.41%，固结不排水（CU）试验中不同生长期紫花苜蓿-黄土复合体试样黏聚力较素黄土分别增加了27.62%、50.87%、77.62%和158.14%；在高围压状态下，不固结不排水（UU）试验中紫花苜蓿-黄土复合体试样黏聚力显著高于素黄土且随生长期增加而增大，但固结不排水（CU）试验中无明显规律。此外，对于根系生长较浅的草本植物来说，选择低围压状态进行三轴压缩试验更符合实际情况；同一生长期饱和含水率状态下的紫花苜蓿-黄土复合体抗...     

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。     

极松软煤层抗剪强度的水敏性试验研究

为分析极松软煤层注水防止片帮的效果,研究了极松软煤层注水后抗剪强度的变化。基于非饱和土理论及直剪试验,采用极松软煤体重塑煤样,进行了一系列不同含水率及法向应力下不固结不排水直剪试验的研究,提出了以含水率为中心,以黏聚力和内摩擦角为主要指标的抗剪强度分析方法,采用试验和理论方法综合分析研究了含水率对极松软煤的抗剪强度的影响。研究结果表明:在低法向应力状态下,试样剪应力易发生软化现象,而在高法向应力状态下,试样易发生硬化现象;重塑煤样的黏聚力随含水率的增加先增大,达到最适含水率后(约17.64%),黏聚力随含水率的增加反而减小;含水率对重塑煤样的内摩擦角影响不明显,证实松软煤层注水防止片帮的工程控制技术是有效的。     

土钉支护中土钉对土体加强作用的理论分析

通过理论分析，得出了土钉对土体加强作用的本质原因是由于粘聚力的增加从而提高了土体的抗剪强度。     

塑料含量对MSW强度特性影响及边坡稳定性分析

参考国内典型垃圾填埋场中城市固体废弃物主要成分,通过人工配制垃圾土样（MSW）,利用GDS三轴仪开展固结排水剪切试验,研究了不同塑料含量对垃圾土样强度特性的影响。试验结果表明,不同塑料含量垃圾土试样的应力—应变曲线全部呈现应变—硬化特性。随着塑料含量的增加,垃圾土的强度减小;垃圾土中塑料含量的增加对垃圾土试样黏聚力影响较为显著,表现为塑料含量增加,垃圾土的黏聚力呈明显的下降趋势,而对其内摩擦角的影响并不明显。同时,基于Geo-slope软件采用Morgenstern-Price方法开展了填埋场边坡稳定性分析,计算结果表明,垃圾土的塑料含量、渗滤液水位过高以及垃圾土自身抗剪强度较低,都会直接降低垃圾填埋场的安全系数以及稳定性,增加填埋场失稳的风险。     

增湿条件下合肥膨胀土的强度特性

用标准湿砂法和滴水法试验研究了合肥膨胀土抗剪强度参数c、(？)随含水量的变化关系,提出了合肥膨胀土随含水量变化的抗剪强度公式并给出了合肥膨胀土的强度参数。分析了膨胀土抗剪强度随含水量的变化机理。并给出了考虑含水量的强度曲面,提出临界含水量的概念。研究对合肥地区乃至江淮地区的膨胀土工程的设计和预测都具有十分重要的意义。     

瓜尔胶处理铝土矿矿泥强度特性及微观机制

生物聚合物作为一种新型环境友好的土壤处理及改良材料,即使使用量很小,也能对土体具有显著的强化作用,因此近年来得到了广泛的运用。本文对不同胶土比(0%、1%、1.5%和2%)瓜尔胶处理的铝土矿矿泥试样进行了界限含水率测试、快剪试验、核磁共振试验(NMR)和扫描电镜(SEM)等室内试验。试验结果表明,随着生物聚合物的增加,铝土矿矿泥的液塑限及抗剪强度均有所提高,其中2%瓜尔胶含量的铝土矿泥液限提升了26%,黏聚力提升了182%。NMR试验表明了瓜尔胶能够使铝土矿矿泥试样的含水量增大,且其内部会出现大孔隙。而SEM图证实了瓜尔胶和铝土矿矿泥颗粒形成瓜尔胶—铝土矿矿泥基质,从而提高了液塑限及抗剪强度。     

酸性饱水对砂岩力学参数的损伤效应

通过对金沙江向家坝水电站砂岩在不同酸性条件、饱水条件的常规三轴压缩试验,重点研究砂岩抗剪强度的损伤规律。试验设计按照pH=2,4,7,饱水时间自然状态、8,20,35,60,100d进行岩样处理。通过三轴压缩试验分析岩石抗剪强度参数变化规律,结果表明:砂岩的内摩擦角和粘聚力随着饱水时间的延长、酸性增强逐渐降低,抗剪强度参数值与饱水时间服从指数变化规律。定义岩石抗剪强度损伤度,长石砂岩内摩擦角最大损伤度为75.96%,粘聚力损伤度为34.41%;石英砂岩内摩擦角最大损伤度为83.57%,粘聚力的损伤度为29.07%。内摩擦角的损伤度明显大于粘聚力的损伤度,内摩擦角更易受到饱水作用的损伤。     

煤矿软岩抗剪强度参数与含水量关系试验研究

通过对原状试样和重塑试样的直接剪切试验来研究抗剪强度及其参数与含水量的关系。研究发现:原状试样中,随着含水量的增加,抗剪强度呈指数下降;黏聚力和内摩擦角与含水量的关系可以用指数函数描述。重塑试样中,含水量对黏聚力的影响比内摩擦角显著。黏聚力随含水量的增加呈先增大后减小的趋势,内摩擦角随含水量的增加呈不稳定波动。研究结论在某露天煤矿东帮软岩边坡工程治理中得到了应用。     

离子型稀土矿山堆浸场地土体物理力学性质研究

采用堆浸工艺开采离子型稀土会破坏矿山地表的植物和污染土壤。露天开采使得土体完全裸露在外,容易发生水土流失、滑坡等地质灾害,土质类型也逐渐向砂类土转变。以定南县离子型稀土矿山大塘尾堆浸场地为研究区域,研究了该堆浸场地废弃矿渣土体的物理力学性质,分别进行了土体的含水率,密度、液塑限和抗剪强度等物理力学性质试验。为进一步阐明不同含水率条件下土体抗剪强度及其指标的变化规律,设置土体含水率分别为9%、12%、15%、18%、21%五种不同梯度条件,制备重塑扰动土样并进行直剪试验。试验结果表明：随着含水率的增高,土样的黏聚力整体呈下降趋势,内摩擦角变化不大,而土样的抗剪强度逐渐降低。研究结果可为类似场地的生态修复和治理提供理论依据。     

饱和度对离子型稀土矿抗剪强度的影响(增刊)

为获得离子型稀土矿体在非饱和-饱和状态下的强度特性,以江西龙南地区某离子型稀土矿为研究对象,利用GDS非饱和三轴仪对不同饱和度的重塑矿体开展常规三轴试验,研究发现：饱和度对矿体的应力-应变关系有显著影响,随着饱和度的增加,矿体的应力-应变关系由应变软化型逐渐转变为应变硬化型,破坏模式由脆性破坏转变为塑性破坏,抗剪强度呈非线性降低;饱和度的变化对矿体的内摩擦角影响不明显,对总黏聚力的影响很大,可认为饱和度变化对矿体强度的影响,主要是通过改变总黏聚力的大小来起作用的;通过线性回归分析,矿体总黏聚力与含水量呈半对数线性关系,总黏聚力与饱和度呈乘幂函数关系,并针对该离子型稀土矿提出与饱和度有关的总应力抗剪强度公式。     

冻融作用下季冻区黏土力学性能试验研究

为研究季冻区路基土在不同冻融次数下的力学性能,以哈尔滨某路基施工现场路基黏土为试验对象,通过直剪试验以及无侧限抗压强度试验,得到了不同冻融循环次数对于季冻区黏土的抗剪强度以及无侧限抗压强度的影响规律。试验结果表明:随着冻融次数的增加,季冻区黏土的黏聚力降低、内摩擦角增大、无侧限抗压强度逐渐降低。     

饱和度对离子型稀土矿抗剪强度的影响

为获得离子型稀土矿体在非饱和-饱和状态下的强度特性,以江西龙南地区某离子型稀土矿为研究对象,利用GDS非饱和三轴仪对不同饱和度的重塑矿体开展常规三轴试验,研究发现:饱和度对矿体的应力-应变关系有显著影响,随着饱和度的增加,矿体的应力-应变关系由应变软化型逐渐转变为应变硬化型,破坏模式由脆性破坏转变为塑性破坏,抗剪强度呈非线性降低;饱和度的变化对矿体的内摩擦角影响不明显,对总黏聚力的影响很大,可认为饱和度变化对矿体强度的影响,主要是通过改变总黏聚力的大小来起作用的;通过线性回归分析,矿体总黏聚力与含水量呈半对数线性关系,总黏聚力与饱和度呈乘幂函数关系,并针对该离子型稀土矿提出与饱和度有关的总应力抗剪强度公式。     

极软厚煤层煤壁片帮与防治机理

详细分析了极软煤层煤壁片帮与防治机理,提出了减缓煤壁压力和提高煤体抗剪强度是防治极软煤层煤壁片帮的主要技术途径.研究表明：放顶煤开采、提高支架工作阻力可以减缓煤壁压力,煤体合理注水可以提高煤体黏聚力与抗剪强度,它们是防治极软煤层煤壁片帮的有效措施.加快工作面推进度、适当降低采高也有利于防治煤壁片帮.     

生态脆弱矿区烧变岩研究现状及展望

烧变岩是由煤层自燃烘烤围岩而导致其变质形成的一类特殊岩石。笔者从水文地质问题、工程地质问题、物理力学特性以及固体废物可持续利用等角度出发,基于烧变岩自身特性,回顾了生态脆弱矿区烧变岩面临的水文地质问题和工程地质问题,并结合"资源利用、变害为宝"的观点,总结了烧变岩作为改性建筑材料和矿区充填材料的新用途,最后提出了烧变岩作为地质旅游景观进一步开发的潜力。笔者结合不同烧变岩固体废物颗粒掺量改性粉土的剪切性能可以看出混合土试样的抗剪强度指标黏聚力c和内摩擦角ψ均随烧变岩固体废物颗粒掺量增加总体表现出增大的趋势,由此说明烧变岩固体废物颗粒能够明显提高粉土的抗剪强度。通过对生态脆弱矿区烧变岩研究现状的分析及展望,可以进一步增进对烧变岩工程效应的认识,并实现烧变岩资源的可持续利用。     

软土地区定向钻工后地表沉降的机理分析

基于SMP强度准则,采用弹脆塑性软化模型,分析了定向钻工后孔壁周围土体内的二次应力、应变场以及塑性区半径分布规律,推导出了最优缩孔泥浆压力和允许的最小泥浆压力的计算公式;对比基于M-C强度准则计算结果,可得考虑中间主应力影响的SMP强度准则计算结果更精确,能够更好地解释软土地区定向钻工后地表沉降机理并指导工程实践。同时通过改变内摩擦角、黏聚力及剪胀参数的大小,得到土体屈服后内摩擦角和黏聚力跌落越多,塑性区半径越大以及土的剪胀特性有助于抵抗缩孔。