集成回填材料的压缩性能研究

缓冲材料是高放废物深地质处置多重屏障系统中非常重要的一道人工屏障,通过研究一定配比的集成回填材料在不同含水量条件下的压实成型性、不同压实干密度和不同含水量压实样品的无侧限压缩性能,认为:含水量为15%的集成回填材料压实成型性最好,含水量为20%次之,压实干密度越大,无侧限抗压强度越大;在无侧限压缩实验时,含水量为20%的高密度压实回填材料样品比含水量为10%和15%的样品的抗压强度小,变形大。     

击实对全尾砂固结体强度及渗透性影响

为了解决全尾砂固结体地面排放时堆排体稳定性的问题,提出通过击实来增大全尾砂固结体的稳定性.通过室内击实试验、无侧限抗压强度试验、常水头渗透试验和扫描电镜试验,研究了击实对全尾砂固结体无侧限抗压强度和渗透系数的影响以及微观层面上击实对固结体内部结构变化的影响.得到了不同击实功下的全尾砂固结体的最大干密度和最优含水率,并以此为基础研究了击实功(598.2 kJ/m3、1074.7 kJ/m3、1535.3 kJ/m3和2149.4 kJ/m3)、干密度、含水率和养护龄期对固结体无侧限抗压强度和渗透系数的影响.结果表明,无侧限抗压强度随击实功、干密度和养护龄期的增加而增大,随含水率的增加而减小;渗透系数随击实功、干密度和养护龄期的增加而增大.对固结体进行击实可以减少固结体内部结构的孔隙并提升固结体结构的密实度,从而提高了固结体的强度和抗渗性能.表明在全尾砂固结排放中,可以通过击实的手段提高全尾砂固结体的强度和抗渗性,进而提高全尾砂固结体的稳定性.     

集成回填材料的压实性能研究

核工业的生产会产生大量的核废物,如何安全处置这些核废物尤其是高放废物(HLW)日益成为摆在人类面前的严峻问题。本文通过轻型、重型压实实验得出击实功是影响压实性能的一个重要因素;添加一定量沸石或凹凸棒石可以得到较大的最大干密度和较小的最优含水率。在沸石或凹凸棒石添加为0～20%时混合材料的干密度增加不大,压实曲线相对平缓;随着沸石或凹凸棒石增加到20%～50%时,压实干密度急剧增大,但考虑到增加沸石或凹凸棒石超过50%时所需的压实功较大,因此沸石或凹凸棒石的含量在20%～30%较容易压实。     

水泥-膨润土泥浆固结体力学性能室内试验研究

将不同配合比的水泥-膨润土泥浆养护到一定龄期,对硬化后泥浆固结体的无侧限抗压强度、变形模量以及极限应变等力学性能进行了试验研究,得到了原材料对固结体力学性能的影响规律以及无侧限抗压强度与变形模量之间的关系.结果表明,固结体的无侧限抗压强度主要受水泥影响;极限应变随水泥用量增加而减小,随膨润土用量增加而增大;变形模量随水泥用量增加而增大,但膨润土对变形模量的影响比较复杂;固结体的无侧限抗压强度和变形模量随养护龄期的增长而增加.     

泥岩相似材料力学性能影响因素的试验研究

为了分析成型压力、压实速率、重复搅拌次数对泥岩相似材料力学性能的影响,选取相似模型试验中常用的石膏作为胶结材料,黄沙、石英砂及重晶石粉作为骨料制成相似材料试件,进行单轴压缩试验、巴西劈裂试验,得到试件的单轴抗压强度、抗拉强度及弹性模量。结果表明:成型压力由2.0MPa增加至4.0MPa,材料的单轴抗压强度、抗拉强度及弹性模量分别增加49.9%、54.4%、88.6%;压实速率由0.5mm/min增加至4.0mm/min,材料的单轴抗压强度、抗拉强度及弹性模量分别增加22.9%、89.6%、32.5%;重复搅拌次数由1次增加至9次,材料的单轴抗压强度、抗拉强度及弹性模量分别减小31.6%、22.2%、43.2%。这些研究成果对提高模型试验精度、指导模型试验的操作具有一定意义。     

夯实水泥土强度影响因素的试验研究

通过水泥土试块无侧限抗压强度的试验研究,定量分析了含水量、水泥掺量和养护龄期对黄土性粉质粘土水泥土桩无侧限抗压强度的影响.同时建立了水泥土试块无侧限抗压强度与水泥掺量、水泥土试块无侧限抗压强度与养护龄期、水泥土试块无侧限抗压强度与养护龄期和水泥掺量的关系式.为寻求更加经济、合理的施工配合比和参数提供了依据.     

聚丙烯纤维加筋铁尾矿砂的宏/微观结构特性分析

为研究聚丙烯纤维对聚丙烯纤维加筋铁尾矿砂的抗剪性能、抗压性能和宏/微观结构特性的影响,使用抗剪强度确定其抗剪性能,用无侧限抗压强度确定其抗压性能,并采用宏观破坏和扫描电子显微镜（SEM）微观分析相结合的方法,评价纤维加筋尾矿砂的结构变化。试验研究了纤维掺量和含水率对尾矿砂试件的影响,结果表明：纤维是影响试件抗剪强度和单轴抗压强度的重要因素,且增强效果主要取决于筋/砂之间界面的摩擦和黏结。直剪和无侧限抗压强度试验最佳的纤维含量是0.3%,最佳的含水率为12%。此外,宏观结构破坏分析和SEM微结构试验表明：聚丙烯纤维的作用主要是桥接裂纹,通过筋/砂界面的摩擦和黏结抵消外力,以达到提高强度的目的。     

冻融循环条件下人工冻结砂土力学特性试验研究

通过两淮地区人工冻结砂土在不同含水率和冻结温度(-5℃、-10℃、-15℃等3水平)下进行冻融循环单轴无侧限抗压强度试验。结果表明：在冻结温度较高(-5℃)的条件下,不同含水率的冻结砂土随着冻融循环次数的增加,无侧限抗压强度先减小后增大。当冻结温度较高(-10℃)时,随着冻融作用次数的增加,瞬时强度先增加后减小,但变化幅度很小。当冻结温度为-15℃时,冻融作用对人工冻土的单轴抗压强度影响不显著。在试验温度范围内,冻融作用使其强度变化范围为0.16～1.32MPa。试验结果对深部矿井冻结法设计和施工提供科学指导。     

重塑Q3黄土特性及抗拉变形影响因素分析

该文以宝兰客专隧道典型黄土为工程背景,对重塑黄土进行室内无侧限抗剪和抗拉试验,探讨干密度和含水率对重塑黄土抗拉变形的影响。研究结果表明:重塑黄土的抗拉强度相对于抗剪强度其值小很多;抗拉强度随含水率的增大而减小,随干密度的增大而增大;抗拉强度峰值轴向应变随干密度的增大而增大,随含水率的增加先减小后逐渐增大;影响黄土抗拉变形的因素很多,内部因素以干密度和含水率为主,外部因素与试验的方法、试样的高度、设备的加载速率密切相关,研究成果能为黄土及类似土样抗拉强度试验提供一定的参考。     

水分对突出煤相似材料力学特性及瓦斯解吸性能的影响

为探索水分对突出煤相似材料力学特性及瓦斯解吸性能的影响,选用粒径小于0.18 mm和0.18~0.25 mm、二者质量比为1∶1的煤粉作为骨料,水泥为黏结剂,水为溶解剂,在不同条件(成型压力、含水率)下压制突出煤相似材料。利用岩石三轴试验机、瓦斯放散初速度测定仪测定突出煤相似材料的单轴抗压强度及瓦斯放散初速度,获得了不同条件下突出煤相似材料单轴抗压强度和瓦斯放散初速度的变化规律。实验结果表明:当含水率为12%~20%时,配制出的突出煤相似材料单轴抗压强度随含水率的增大呈现先增大后减小的趋势;当含水率达到16%时,其单轴抗压强度达到最大值8.99 MPa;当含水率为20%时,成型压力越大,突出煤相似材料成型后密实度越大、脱模后的试件含水率越低,单轴抗压强度越大;突出煤相似材料的瓦斯放散初速度随含水率的增大而减小。     

温度和含水率对表土抗压实能力的影响

针对露天开采过程中设备碾压造成表土压实、密度增大的问题,提出利用低温条件下土壤抗压实能力提高的特点保持土壤密度的方法。选取8%、13%、18%、23%、28%、33%等6个含水率条件和-15、-10、-5、15℃等4个温度条件,对设计密度为1.0 g/cm~3的土壤试样进行2 MPa强度的压实试验。研究结果表明,待土壤温度降低至-15℃或在-10℃的情况下将土壤含水率提高到18%以上,即可保证矿用车辆碾压后土壤密度仍小于1.4 g/cm~3。     

裂隙充填膨润土湿胀变形防渗规律实验研究

为解决裂隙岩体防渗问题,联合采用高压固结仪和三轴渗透仪,进行不同含水率等条件下膨润土的膨胀和渗透实验,对膨润土的有荷膨胀特性和渗透特性进行分析研究,结果表明：膨润土的膨胀率随含水率变化符合逻辑斯蒂曲线关系,膨润土的吸湿膨胀表现为短程膨胀和长程膨胀两个阶段,短程阶段的膨胀变形幅度比长程阶段明显;当含水率相同时,初始干密度越大,膨胀变形量越大,膨胀力与干密度呈正指数关系;当初始干密度相同时,膨胀率随荷载增大而降低,且含水率越高降低幅度越大;膨润土的渗透率与含水率成负指数关系,且在较低含水率情况下渗透率随含水率的增大急剧下降至零,膨润土是裂隙岩体防渗的理想材料。     

膨润土掺量对红砂岩塑性改性和产品性能的影响

为改善红砂岩烧结砖的性能,在原料中加入不同掺量的膨润土(5%～25%),分析了不同膨润土掺量对红砂岩的塑性及其对产品的吸水率、线性收缩率和抗压强度的影响.结果表明:随着膨润土掺量的增加,有利于改善红砂岩坯料的可塑性,虽烧结砖的线性收缩和吸水性有所增加,抗压强度有所减小,但能达到国家标准的MU15等级的烧结砖要求,结合产品性能及工艺考虑,膨润土以10%的掺量为宜.     

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.     

对砌筑砂浆配合比的一些探究

比较了由钢底模和砖底模成型的砂浆试块的抗压强度值,分别比较其对水泥砂浆和混合砂浆的影响系数。试验表明,水泥砂浆由砖底模成型的试块比由钢底模成型的试块抗压强度值高约25%～30%,水泥混合砂浆由砖底模成型的试块比由钢底模成型的试块抗压强度值高约15%。并针对此次试验提出了一些建议供建筑施工和室内试验参考。     

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。     

人工冻融土的物理力学性能实验研究

本试验严格执行中华人民共和国国家标准《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)。按要求具体试验项目有:密度试验、含水率试验、渗透试验、孔隙比、塑限试验;土粒比重试验、无侧限抗压强度试验、直接剪切试验。     

冻结粉质黏土强度同温度和含水率的关系

通过对不同温度、不同含水率下的人工冻结粉质黏土单轴无侧限抗压强度试验,得出其抗压强度随冻结温度和含水率的变化规律,试验结果对冻土工程的设计和施工具有一定的参考价值。     

赤铁矿尾矿免烧免蒸砖的制备研究

以鄂西硅质页岩为骨料,采用压制成型方法制备鄂西高磷赤铁矿尾矿免烧免蒸砖,对赤铁矿尾矿与页岩的用量进行了配比试验,并考察了成型水分、成型压力对制品抗压强度的影响。试验结果表明,在尾矿掺量为78%、页岩10%、水泥10%和石膏2%的配比下,成型水分15%、成型压力20MPa的最佳条件下,制作的免烧免蒸砖制品抗压强度达到15.15MPa,且密度小于1600kg/m3,可满足JC/T422-2007建筑材料强度要求。     

赤铁矿尾矿免烧免蒸砖的制备研究

以鄂西硅质页岩为骨料,采用压制成型方法制备鄂西高磷赤铁矿尾矿免烧免蒸砖,对赤铁矿尾矿与页岩的用量进行了配比试验,并考察了成型水分、成型压力对制品抗压强度的影响。试验结果表明,在尾矿掺量为78%、页岩10%、水泥10%和石膏2%的配比下,成型水分15%、成型压力20MPa的最佳条件下,制作的免烧免蒸砖制品抗压强度达到15.15MPa,且密度小于1600kg/m3,可满足JC/T422-2007建筑材料强度要求。