干湿循环对砂岩剪切特性影响试验研究

为了掌握干湿循环作用对岩石剪切特性的影响规律,以砂岩为研究对象,利用YZW50型微机控制电动应力式直剪仪对其开展干湿循环次数分别为1、5、10、15、20及30次共6种不同状态下的直剪试验。试验结果表明,砂岩抗剪参数具有明显的干湿循环效应,当干湿次数为30次时,黏聚力下降到7.31 MPa,内摩擦角减小为34.82°,与干湿循环1次相比,下降幅度分别高达37.31%和20.59%。同时,砂岩的剪切破坏特征也会随着干湿交替次数的增加产生较为显著的变化,即呈现出从脆性到塑性逐渐转化的趋势。研究成果为岩土工程的设计和稳定性评价提供了重要的理论和实际指导意义。     

干湿循环作用下岩石力学性质的实验研究

为了模拟风化作用对岩石力学特性的影响.利用MTS815岩石力学测试系统,实验研究了岩石在干湿循环条件下的变形与力学特性,得出:岩石应力应变全过程曲线可分为四个阶段:即初始压密阶段、弹性阶段、应变硬化阶段、应变软化阶段;随干湿循环次数的增加,试件的变形增大;干湿循环作用下,岩石的单轴抗压强度、弹性模量、E50模量减小,且与干湿循环次数呈对数函数关系.研究成果为岩石工程设计与保护具有重要的理论和工程实际意义.     

考虑干湿循环效应的砂岩边坡稳定性研究

选取安徽某矿山具有典型代表性的砂岩进行了砂岩强度干湿循环室内试验, 对干湿循环作用下砂岩强度指标衰减的变化规律进行了初步探讨; 在此基础上, 结合砂岩干湿循环效应对砂岩边坡进行了稳定性分析。研究结果表明:随着干湿循环次数增加, 砂岩质量损失率、吸水率呈正相关关系, 这是导致岩石强度衰减的重要因素; 砂岩强度、弹性模量、粘聚力则呈负相关变化, 内摩擦角呈正相关关系, 无论曲线变化趋势是增大或者减小, 其变化幅度总是先大后小, 并最终会趋于稳定; 随着干湿循环次数增加, 边坡稳定性降低, 安全系数递减。研究结果可为相关边坡设计和防护的计算参数选取提供参考。     

大理岩单轴循环加卸载力学特性研究

以室内力学实验为基础,通过不同循环路径下单轴循环加卸载试验,对大理岩的力学特性、声发射特征及破坏模式进行对比研究。结果表明:大理岩在循环荷载作用下具有良好的变形记忆特性;弹性常数的计算结果表明,恒下限加卸载加载弹性模量整体变化呈现减小趋势,泊松比有一个先增大后减小的变化趋势,而恒差值加卸载加载弹性模量呈现波浪曲线,泊松比呈现不断增加趋势;通过声发射特征分析得出,恒差值循环加卸载过程中除了产生Kaiser效应还会有Felicity效应,两者都具有间隔突发和相对平静的现象。     

干湿循环对全尾砂固结体强度的影响研究

为研究干湿循环条件下全尾砂固结体单轴抗压强度的变化规律,选取不同水泥掺量的固结体为研究对象,进行干湿循环处理后的宏观强度与微观结构检测试验,探讨了胶凝材料掺量与养护时间对固结体强度的影响,并对经历不同干湿循环次数及胶凝材料掺量下固结体微观结构变化规律进行分析.结果表明:养护3d与7d的固结体试件,随干湿循环作用的持续进...     

尾矿特性对充填工艺及胶结强度的影响

尾矿胶结充填的质量与料浆浓度和成分有关,因此对尾矿特性进行深入研究,实现低成本制备高浓度尾矿、确定合理输送浓度有着非常重要的意义.通过对不同特性和浓度尾矿的研究,即对尾矿成分、粒径、级配、稠度、粘度、孔隙压力、密度、孔隙率、悬浮物组成等的研究,解决尾矿制备过程中进料、沉降、浓缩、溢流澄清、去除有害物质中的问题,从而确定高浓度尾矿的输送方法、采场接顶方法、脱水方式等,创建合理的矿山充填系统.     

干湿循环作用下聚丙烯纤维对混凝土力学性能影响

为研究干湿循环作用对混凝土力学性能的影响,在混凝土中分别掺入质量分数为1%、2%、3%、4%的聚丙烯纤维来改善混凝土的弹性模量、抗压强度和抗折强度等力学性能。结果表明,在相同的循环次数下,随着纤维掺量的增加,混凝土的弹性模量、抗压强度和抗折强度逐渐增加,增加速率呈现先增加而后下降的趋势;在相同的纤维掺量下,混凝土的弹性模量、抗压强度和抗折强度随着干湿循环次数的增加而逐渐降低,下降速率随着循环次数的增加而增加。聚丙烯纤维对混凝土的耐干湿循环性能有着明显提高,其最佳掺量为2%。     

循环冲击下胶结充填体动载力学特性试验研究

矿山开采过程中,充填体将频繁受到开挖和爆破等动载的循环扰动,使充填体损伤与破坏具有显著的累积特性。因此,研究充填体循环冲击下的动载力学行为及特征对维持矿山结构及采场稳定具有重要的指导意义。论文采用SHPB对6组30个胶结充填体试件进行了单轴单次冲击及多次循环冲击试验,探索了充填体在不致使发生较大宏观破坏的冲击速度下多次循环冲击的应力应变、动载强度及变形破坏特征。研究发现:多次循环冲击下,充填体试件的应力应变曲线在到达动态峰值应力前后分别出现了1～2个低应力波峰,且相较于单次冲击下低应力波峰更为明显;多次循环冲击更有利于充填体内部微裂隙及孔隙在到达峰值应力前进行充分的压实及闭合,并可提高充填体最终破坏时的动载强度及承载能力,试件发生破坏时的最终动载强度及承载能力为单次冲击条件下的2倍左右;多次循环冲击下充填体的最终破坏形式为压裂破坏,其破碎程度较相近动载强度下单次冲击时低。     

温度对煤力学特性影响的实验研究

温度是影响煤力学特性的重要因素之一。本文利用自制夹具，配合环境箱，在MTS810伺服试验系统上完成了温度对煤力学特性影响的试验研究，得到了不同温度下煤的应力与应变关系，分析了温度对煤的抗压强度和弹性模量的影响。研究结果表明：随温度的升高，25℃～50℃之间，煤的强度和弹性模量呈减小趋势，应变呈增加趋势；50℃～100℃之间，煤的强度和弹性模量呈减小趋势，应变呈减小趋势；100℃～200℃之间，煤的强度和弹性模量呈增加趋势，应变呈增加趋势；200℃～300℃之间，煤的强度和弹性模量呈减小趋势，应变呈增加趋势。     

尾砂胶结充填体力学性能与微观结构研究

胶凝材料水化产物的种类、数量及其微观结构将直接影响尾砂胶结充填体的宏观力学性能。本文采用XRD、TG-DSC、SEM等研究方法,建立了尾砂胶结充填体宏观力学性能(单轴抗压强度)与胶凝材料水化产物种类和数量之间的关系。研究结果表明,随着灰砂比和养护龄期的增长,尾砂胶结充填体内钙矾石等水化产物的含量随之增多,尾砂胶结充填体的单轴抗压强度σc与胶结体中钙矾石的含量x呈一次直线正相关关系,即σc=2.0126x+0.5295,相关性系数为0.9610;增加充填体中AFt的含量有助于提高其单轴抗压强度。     

含硫尾矿砂膏体充填材料力学特性试验研究

用单轴抗压强度试验与单轴蠕变试验对3种含硫尾矿砂充填材料进行了测试。结果表明,以尾矿砂、粉煤灰、水泥为主要原料,按照设计配比制备的膏体充填材料满足采空区回填工作与力学性能要求;3种含硫量试件的单轴抗压强度均随养护龄期的增大而增大,但后期增幅均有所减小;含硫量为10%时的试件单轴抗压强度值最大,含硫量为25%时最小;载荷不变时试件的轴向应变随加载时间的增长几乎不变,载荷增加时轴向应变均有突变,曲线呈非线性台阶状,具有典型的非线性特征。     

地下矿山废旧锚杆资源回收利用可行性探讨——以某大型现代化地下金矿为例

以现代化地下开采的某大型金矿为例,结合采矿巷道支护成本与废旧锚杆回收利用可行性分析,提出了废旧锚杆回收的相关对策及再利用的意义。     

铝土矿尾矿直接烧成制备陶瓷材料及其力学性能研究

为实现铝土矿尾矿的资源化利用,以铝土矿尾矿为原料,通过直接烧成工艺制备得到刚玉-莫来石基陶瓷材料。该试验主要研究了铝土矿尾矿高温烧成过程中的物相转变行为与形貌变化规律,以及烧成温度对陶瓷力学性能的影响。结果显示,随着烧成温度的升高,样品的物相组成由一水硬铝石、高岭石和伊利石最终转变为刚玉和莫来石等,样品的形貌越来越致密直到形成大量玻璃相,样品的体积密度和抗压强度先变大后减小,当烧成温度为1 100℃时,样品的抗压强度达到最高值225 MPa。     

某尾矿料的物理力学性质试验研究

尾矿的物理力学性质如干密度、强度等与其堆存深度关系的密切程度与一般的土有较大的区别。对广东省大宝山槽对坑尾矿库尾矿料进行的物理力学性试验研究中, 得出了e-p曲线拟合幂函数方程以及尾粉砂内摩擦角和孔隙比的关系。研究表明, 各种尾矿都具有一定的凝聚力。控制尾矿排放工艺, 改善坝体的排水条件是增强坝体的稳定性的必要条件。     

表面活性剂对铝土矿选矿尾矿流变性的影响

采用SEM、粒度分析、Zeta电位和光学显微镜分析等手段, 研究了表面活性剂对铝土矿选矿尾矿流变性的影响规律。结果表明, 铝土矿尾矿粒子细、形貌不规则, 浆液属假塑性流体。随着尾矿浓度的增加, 浆液的粘度增加, 同时稠度系数和流变指数也增加, 说明随着尾矿浓度的增加, 粒子间的相互作用增强, 浆液的网状结构得到强化。随着剪切速率的增加, 粘度降低, 出现了剪切稀化现象。加入短链阴离子表面活性剂可使粒子Zeta电位略有增加, 浆液粘度也略有增加, 而加入长链阴离子表面活性剂虽可略降低粒子的Zeta电位, 但显著的氢键和范德华力会强化粒子间的相互作用, 使粘度明显升高。加入短链阳离子表面活性剂会发生明显的电荷中和现象, 使得粒子的Zeta电位明显降低, 强化了粒子间的相互作用, 使浆液粘度增加。加入长链阳离子表面活性剂可促进粒子的聚集(或絮凝), 降低浆液的粘度。这些结果为尾矿的输送、堆存和尾矿库的安全提供依据。     

煤岩重复加载力学特性试验研究

利用MTS815.03电液伺服岩石试验系统,对运河煤矿煤岩试件在重复加载作用下的特性进行研究。研究结果表明,在重复加载作用下,煤岩强度极限较常规单轴压缩强度极限降低约23.65%;二次加载时弹性模量较初次加载时弹性模量增大约21.08%。由于煤岩含有大量原生损伤裂隙并且强度较低,在重复加载过程中,煤岩内部原生裂隙和新生裂隙的闭合与张开以及不可恢复的宏观裂纹的产生为煤岩弹性模量的增大、强度极限的降低给予较为合理的解释。在重复加载作用下,有超过1/3的能量以内部裂隙的闭合,材料的屈服、破坏、损伤、断裂以及裂隙面的滑移摩擦等形式消耗掉。煤岩的破坏过程经历了从压密、应变硬化到软化的变化过程。     

酸碱溶液对含硫尾矿砂力学特性的影响

为研究酸碱溶液作用下含硫尾矿砂物理力学特性的变化规律,通过对不同酸碱度溶液浸泡后的尾矿砂进行筛分试验与固结试验,得到了酸碱溶液对尾矿砂粒径级配的影响,并研究了不同水化学环境下含硫尾矿砂压缩特性的变化规律。研究表明,经酸碱溶液浸泡后的尾矿砂试样中位于级配曲线中部粒径含量有增多的趋势,且经酸溶液处理过的尾矿砂增多趋势更为明显;尾矿砂孔隙比随固结压力的增加而减小;酸(碱)溶液pH值与尾矿砂压缩系数呈单调递增(减)关系;酸溶液pH值与压缩模量呈单调递增的关系,碱性溶液中压缩模量先增加,之后在7上下波动。研究成果将为矿区尾矿砂污染物控制与治理以及尾矿砂的资源化利用提供理论依据和技术支持。     

铁尾矿路面基层材料力学性能与耐久性能研究

为了探讨铁尾矿大规模资源化利用的新途径,以无侧限抗压试验结果（试件中水泥、碎石、铁尾矿和改性生物酶的质量比为5∶30∶68∶2）为基础,研究了聚丙烯纤维掺量对路面基层材料的力学性能和耐久性能的影响。结果表明,在聚丙烯纤维掺量为1.5 kg/m3的情况下,试件的劈裂抗拉强度达到0.396 MPa,抗弯拉强度达1.641 MPa,抗弯拉强度与无侧限抗压强度之比为0.27,冻融循环和干湿循环情况下的无侧限抗压强度均大于5 MPa,抗冻系数大于0.80,水稳系数大于0.88,试件冲刷率为0.139 g/min,质量损失比为1.92%,各项力学性能、耐久性能均满足高速公路和一级公路的要求,说明铁尾矿作为高速公路路面基层材料的主要成分是可行的。