聚合物水泥浆液-煤体界面过渡区力学性能研究

提出了超前深孔注浆加固技术;利用VAE乳液对水泥基材料进行改性,通过轴拉试验及立方体抗压试验,研究了不同掺量VAE乳液对水泥基材料与煤体界面黏结强度及水泥基材料固结煤体的抗压强度的影响;结合微观电镜扫描,分析了VAE改性水泥基材料结石体与煤体界面过渡区的微观结构特征。研究结果表明:复合浆液水灰比随聚灰比的增大呈现出先降低后增长的趋势,VAE乳液提高了浆液与煤体界面黏结强度及浆液固结煤体试块的抗压强度;掺入VAE乳液,使水泥浆液的孔隙率降低,提高了强效应层结构的密实性;VAE乳液会扩散至普通水泥浆内部形成聚合物薄膜"纽带"结构,改善水泥基材料与煤体界面的组成结构,从而提高了水泥基材料与煤体黏结强度。     

不同水灰比、硅粉和骨料对界面过渡区的影响

界面过渡区对混凝土的耐久性和力学性能有重要影响.为提高混凝土的力学性能,通过光学显微镜观察不同水灰比、硅粉掺量和骨料类型下界面过渡区的微观组织,并借助显微硬度仪和万能试验机测量混凝土的显微硬度、抗压和抗折强度,研究水灰比、硅粉掺量对不同骨料与水泥浆体界面过渡区微观结构和力学性能的影响.结果 表明:在水灰比较低时,界面过...     

混凝土氯离子渗透性试验方法综述

混凝土结构钢筋锈蚀主要是因氯离子由外部环境渗入混凝土中引起的。混凝土氯离子渗透性与暴露于氯化物环境的构筑物耐久性密切相关。文中简要介绍和评述混凝土氯离子渗透性的试验方法。     

混凝土氯离子渗透性试验方法综述

混凝土结构钢筋锈蚀主要是因氯离子由外部环境渗入混凝土中引起的.混凝土氯离子渗透性与暴露于氯化物环境的构筑物耐久性密切相关.文中简要介绍和评述混凝土氯离子渗透性的试验方法.     

疏水改性煤矸石砂浆性能的试验研究

煤矸石物理化学特性复杂、强度低、疏松多孔的特点,限制了其在建筑材料中的大量使用。本文采用疏水溶液浸泡的方式,在非煅烧、非预湿的条件下对煤矸石进行了改性。在系统研究改性前后煤矸石基本性质的基础上,设置0%、30%、50%、70%和100%共5种疏水改性后煤矸石质量替代率,以接触角、抗折强度、抗压强度、氯离子电通量为表征参数,分析了不同疏水改性煤矸石替代率对砂浆性能的影响。研究结果表明:采用本文的制备方法,当改性煤矸石替代率低于50%时,可实现煤矸石砂浆表面的疏水状态;抗压强度随改性煤矸石替代率的增大呈现降低的趋势,最大降低率为不掺加改性煤矸石时的15.7%;替代率为30%时,28 d抗压强度为58.5 MPa。不同改性煤矸石替代率下砂浆电通量均小于250 C,表现出优秀的抗氯离子渗透性。替代率为30%时电通量最小,为130 C。采用本研究提出的疏水改性的方法,可以使煤矸石在非煅烧、非预湿的条件下,保证砂浆良好的力学强度和抗氯离子渗透性能,实现煤矸石的充分利用。     

干湿循环作用下煤矸石及其与水泥石之间界面的耐久性研究

为掌握干湿循环作用下煤矸石骨料的性能劣化规律,采用室内模拟试验方法,选取了太原、长治、榆林、许昌四个地区的煤矸石为研究对象,通过宏观和微观测试手段,研究了水、硫酸盐溶液浸泡和干湿交替作用下,煤矸石的强度劣化以及煤矸石-水泥石界面过渡区结构的演变。结果表明：水、硫酸盐溶液对煤矸石有显著的侵蚀作用|水浸泡和干湿交替条件下,四种煤矸石的软化系数仅为0.3～0.4之间,明显低于石灰石骨料|硫酸盐溶液干湿循环作用下,煤矸石强度下降率可达80%|水、硫酸盐溶液的干湿条件下,煤矸石-水泥石界面过渡区也受到显著的劣化作用效应,具体表现为骨料与水泥石之间的缝隙变宽、粘结不紧密、靠近过渡区的骨料受破坏等。     

表面活化煤矸石集料水泥砂浆性能试验研究

将煤矸石颗粒分别置于500℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、900℃、1000℃的温度中煅烧活化,然后按一定级配制作砂浆试件,测定其抗压、抗折强度,评定最佳的集料活化温度;根据基准砂浆流动度,研究不同活化煤矸石集料比例下减水剂的掺入量;测试不同养护龄期、不同活化煤矸石集料比例的水泥砂浆试块的立方体抗压强度与抗氯离子渗透性能,并分析了水灰比与砂浆强度的关系。研究表明,煤矸石集料的最佳活化煅烧温度为750℃左右;水泥砂浆流动度相同时,活化煤矸石集料比例的增大会增加减水剂的加入量;水泥砂浆试件的抗氯离子渗透性能随表面活化煤矸石集料的增加先增强后减弱,活化煤矸石集料比例为35%、水灰比为0.86~1.01时水泥砂浆的后期抗压强度与抗氯离子渗透性能均达到最佳状态。     

铁尾矿骨料制备透水混凝土的试验研究

基于铁尾矿骨料性质研究了铁尾矿骨料单粒级配和双粒级配(4.75～9.5 mm与9.5～16 mm)对透水混凝土力学性能的影响以及铁尾矿透水混凝土的微细观特性。试验采用28∶100的水灰比制备孔隙率为20%的透水混凝土试件,对透水混凝土试件的抗压强度和连通孔隙率进行了测试,并通过光学显微镜和扫描电镜观察了其宏观胶结面和界面过渡区。结果表明：单粒级铁尾矿透水混凝土有其最佳粒径范围,与石灰岩骨料相比,当铁尾矿骨料粒径大于9.5 mm时,透水混凝土抗压强度较高;双粒级铁尾矿透水混凝土粒径之比为3∶7时性能最佳,抗压强度为18.1 MPa,孔隙率为22.2%;与对照组相比,铁尾矿透水混凝土界面过渡区密实度较差、微细裂缝较多,但与硬化水泥浆体机械咬合作用较好。     

粘土与结构接触界面剪切特性的试验研究

对DSJ-2型电动四联等应变直剪仪进行改装,在改装后的剪切仪器上进行了粘土自身、粘土与光滑及粗糙混凝土、粘土与平行及垂直纹理木材4个含水率共80个试样的剪切试验。结果得到了不同含水率不同正应力下土与不同结构接触界面的剪切应力应变曲线。研究结果表明,粘土与结构接触界面的抗剪强度、摩擦角、粘聚力等力学参数与土体含水率、接触材料类型及接触材料粗糙度密切相关。     

褐煤微波脱水过程中水分的迁移规律和界面改性研究

针对褐煤脱水能耗高、易复吸的难题,运用自制微波脱水系统,对蒙东褐煤进行5种不同功率和4种不同粒度的脱水实验。建立了褐煤微波脱水的数学模型并采用有限差分法求解,实验结果与模型计算结果吻合良好。采用扫描电镜(SEM)和低温氮吸附仪测定脱水前后煤样的表面形态和孔隙结构。采用化学滴定法测定羧基和酚羟基官能团的变化。通过恒温恒湿复吸实验和热重分析确定煤样的复吸和自燃特性。发现微波脱水后褐煤复吸水分远低于热风干燥褐煤的19.87%,着火点也由原煤的275 ℃提高到295 ℃以上。说明微波脱水后褐煤的界面稳定性得到改善,不易复吸和自燃。     

多层复合衬里界面剪切特性试验研究

为研究复合衬里界面的剪切特性,取得具有代表性的界面抗剪强度参数,利用自行研制的大型直剪仪进行了复合衬里界面剪切试验,结果表明,法向应力相同的条件下,土工布/土工膜界面的抗剪强度最低,土工膜/GCL界面次之;土工膜/GCL界面内摩擦角最小,土工布/土工膜界面次之。饱水状态下,各界面的内摩擦角均有不同程度降低,其中土工膜/GCL界面降幅最大,降低了30.98%,土工布/土工膜界面次之,降低了29.66%。浸水饱和会导致土工布/土工膜界面、土工膜/GCL界面粘聚力降低,土工布/土工膜界面的粘聚力降低了44.51%,土工膜/GCL界面降低了6.89%;其余界面的粘聚力均有不同程度的增加。在工程实际中,应尽可能避免土工布/土工膜界面、土工膜/GCL界面处于饱水状态,以保证土工布/土工膜界面、土工膜/GCL界面强度满足垃圾填埋场稳定要求。     

循环加载岩石界面滑移位移演化特征试验研究

在岩土工程实践中,岩石界面摩擦滑移会引起工程失稳问题,严重威胁着人们的生命财产安全;岩石界面的滑移问题往往处于一种往复加载状态,目前大多数学者对于岩石界面滑移问题的研究往往是在单一的加载状态下进行的,而对于往复加载状态研究较少;为了研究循环加卸载作用下界面滑移位移场演化特征,设计并开展了花岗岩试件恒定围压下的双剪模型试验研究。利用CCD相机采集界面滑移过程中的散斑图像,并利用白光数值散斑相关方法对该组花岗岩试件在实验过程中的位移场、摩擦滑移位移在循环加卸载情况下的演化特征进行研究分析。试验结果表明:①在循环加卸载作用下,随着循环次数的增加,位移场会发生明显的摩擦滑移,且当循环到一定次数,试件会发生整体黏滑现象;②随着循环次数的增加,位移场随着循环加卸载发生明显的时空演化特征,空间上存在明显的剪切位移增大和减小区域,同时随着循环次数的增加位移存在明显的累积,表现为位移演化的分区性及剪切位移场累积效应。时间上存在剪切位移演化相对于剪切应力的滞后性;③相同剪应力水平下,随着循环次数的增加,垂直位移整体趋势有所降低,界面咬合程度增加,水平滑动位移有所增加,界面分区滑动机制改变,加载端和自由端存在明显的黏滑现象;④在试件发生整体黏滑前后,剪切位移随着循环次数的增加发生不同的变化;黏滑前,随着循环次数的增加,剪切位移缓慢增大,黏滑后,随着循环次数的增加剪切位移明显增大;即黏滑前后,界面滑移速率由小变大。     

黄土地区土与混凝土接触界面大型直剪试验研究

通过改进的大型直剪仪进行粘土自身、粘土与混凝土4个含水率3个密度共64个试样的剪切试验.研究黄土地区土与混凝土接触界面抗剪强度随土体含水率以及土体密度变化规律,得到了不同密度土体在不同含水率不同正应力下土与混凝土接触界面的剪切应力应变曲线.由曲线可知土与混凝土接触界面的抗剪强度随土体含水率的增大均呈下降趋势、随土体密度增大呈增大趋势,表明土与混凝土接触界面的抗剪强度、摩擦角、粘聚力等力学参数与土体含水率以及土体密度密切相关.     

锚杆界面力学试验及剪应力传递规律细观模拟分析

锚杆界面的应力分布及传递规律的分析对巷道围岩锚固机理的研究至关重要.通过全长锚固砂浆锚杆的室内拉拔试验,测试了锚杆杆体与砂浆黏结界面之间的轴向剪应力分布规律.从细观力学角度入手,采用PFC颗粒流软件对锚杆界面力学试验进行了数值仿真模拟.结果表明,锚杆界面剪应力在轴向方向上分布不均匀,呈先增后减的形式传递,最大值位置距离...     

煤岩组合体界面效应与渐进失稳特征试验

煤岩体组合特征决定着煤和岩石组合形成整体结构的变形失稳,为分析煤岩高比对煤岩组合体受载时力学特性、能量转化规律与失稳破坏特征的影响,制作了3种高比的"岩-煤-岩"(RCR)组合试件,开展了煤岩组合试件的单轴压缩试验和PFC^2D数值模拟试验,并基于RCR组合体声发射信号和宏观破坏特征分析,获得了组合体界面效应影响下的渐近失稳特征和声发射能量演化规律。研究结果表明:煤岩组合体的损伤破坏表现出渐近非连续特征,损伤破坏首先在煤岩组合体的煤体中发生、发展,煤体裂纹发育至煤岩交界面时被阻隔,受煤岩组合体界面效应的影响和裂纹尖端强应力链的持续集聚,裂纹最终从煤体扩展至岩石中煤岩组合体发生整体性瞬时破坏;随煤岩高比增大,组合体单轴抗压强度、弹性模量、宏观起裂破坏时间和瞬时失稳破坏时间均呈降低趋势且瞬时破坏时动力显现也逐渐被弱化。由于RCR组合体结构和弹性储能的差异性,导致裂纹在煤岩组合体中的扩展能力、速度和角度不同,进而组合体呈现出不同的破坏形态,但组合体破坏形式具有相似性,其中煤体以剪切破坏为主,顶底板砂岩以劈裂破坏为主。在煤岩组合体渐进破坏过程中煤体的破坏诱导了顶底板砂岩的破...     

土工格栅与尾矿界面摩擦特性的拉拔数值试验研究

研究土工格栅加筋尾矿坝的首要问题是格栅-尾矿界面摩擦特性,采用了FLAC 3D数值模拟分析了土工格栅在尾矿填料中的拉拔过程,探究含水率与上覆压力对于格栅-尾矿界面摩擦特性的影响规律,并且将其与室内拉拔试验的数据进行比较分析。研究结果表明：土工格栅与尾矿数值的计算结果与试验得到的数据基本符合;认为在土工格栅与尾矿数值计算过程当中,FLAC 3D数值模拟可以很好响应实验室测得的界面摩擦参数（似粘聚力和似摩擦角）;在数值模拟过程中,界面摩擦参数的选择需要进行适度的调节,其中似粘聚力数值可取1.1倍试验值,似摩擦角数值可取0.7倍试验值。研究结果可为土工格栅加筋尾矿坝设计提供一定支持。     

氧化还原电位对铀在水-岩界面迁移转化的影响

采用我国西北某地浸采铀退役采区的砂岩铀矿制作具有不同氧化还原电位的铀矿土柱,并进行室内土柱入渗模拟试验,测定了土柱流出液中铀和铁的浓度、Eh值、pH值和Ec值,以及试验结束后在不同土柱深度处铀的含量和赋存形态,并采用电镜扫描图和红外光谱曲线对试验前后的样品进行了表征分析.结果 表明:氧化性铀矿样中铀的迁移速度＞原始铀矿...     

高应力作用下砂-钢界面抗剪强度的试验研究

通过在DRS— 1型微机高压直残剪试验系统上所进行的直接剪切试验研究表明 :高应力作用下砂-砂、砂 -钢的抗剪峰值强度与正应力、残余强度与正应力之间的关系 ,符合库伦强度准则 ;高应力作用下砂 -砂的剪切特性呈现出硬化现象 ,砂 -钢的剪切特性随法向应力的大小呈现出软化或硬化现象。基底对砂土的抗剪峰值强度准则影响稍小 ,但对抗剪残余强度准则影响稍大 ,界面峰值抗剪强度准则的选择与法向应力的大小有关 ,法向应力较低时剪切破坏发生在界面上 ,法向应力较高时剪切破坏发生在砂土中。     

深部土-结构接触面与界面层力学特性的直接剪切试验

介绍了研究深部土与结构接触面及界面层力学特性的试验系统及研究方法,重点阐述了模拟不同粗糙面的"旋转结构面法"及研究界面层中力学特性的"下移结构面法".通过该设备及方法,研究了在不同法向应力、不同结构面粗糙度等条件下,土-结构接触面以及周围不同位置处(界面层内)土体的剪切力学特性.大量试验结果表明,该设备及方法能够较好地再现和研究土与结构物接触面与界面层内土体的主要力学特性及其与相关因素之间的关系.     

深部土－结构接触面与界面层力学特性的直接剪切试验

介绍了研究深部土与结构接触面及界面层力学特性的试验系统及研究方法,重点阐述了模拟不同粗糙面的“旋转结构面法”及研究界面层中力学特性的“下移结构面法”.通过该设备及方法,研究了在不同法向应力、不同结构面粗糙度等条件下,土－结构接触面以及周围不同位置处（界面层内）土体的剪切力学特性.大量试验结果表明,该设备及方法能够较好地再现和研究土与结构物接触面与界面层内土体的主要力学特性及其与相关因素之间的关系.