含砂率和含水率对人工冻土单轴抗压强度的影响

取自甘肃溏家河井筒的砂质粘土,配制NaCl含量为1%,含水率、含砂率不同的试样。研究了-15℃条件下含砂率和含水率对于砂土单轴强度的影响。结果表明:随着含水率的增加,砂土的单轴强度先增大,到达峰值后开始减小;随着含砂率的增加,砂土的单轴强度减小,较低含水率试样的单轴强度减幅大于较高含水率的,在含水率为10%时减幅为74.4%,在含水率为20%时减幅为56.6%。通过定义单轴强度影响因子,得出含砂率是影响人工冻结砂土的单轴强度的主要因素、含水率是次要因素的结论。     

不同形状尺寸充填试样强度研究

通过开展不同形状、尺寸充填试样单轴抗压试验,进行全尾砂胶结充填体强度尺寸效应研究,探究全尾砂胶结充填体尺寸效应现象及不同形状与尺度充填试样间的强度换算。研究表明:在料浆砂灰比和浓度相同条件下,大尺寸充填试样抗压强度高于小尺寸充填试样;各形状及尺寸充填试样强度呈幂函数关系,强度间换算关系与砂灰比及料浆浓度无关,可由同一函数表达。     

全砂土固结充填材料的性能研究

对全砂土固结充填材料的性能进行了试验研究。结果表明：全砂土固结充填材料的强度标号达到525^#普通水泥标准,抗折抗压比高于425^#普通水泥。在充填料配比相同的条件下,全砂土固结体的强度是水泥胶结体强度的3－4倍,与普通水泥的水化产物相比,全砂土固结充填材料的水化产物有更多的钙矶石晶体和无定形物质。在相同的碳化条件下,全砂土固结体的残余强度是水泥胶结体残余强度的1．5倍。图4,表6,参4。     

高炉矿渣纤维对胶结砂强度与变形特性的影响

这是一篇矿物陶瓷材料领域的论文。为了增强胶结砂材料的力学性能,同时提高矿产资源利用率,将高炉矿渣纤维与河砂、水泥和水混合后压制成加筋胶结砂试样。通过开展无侧限压缩实验研究了高炉矿渣纤维的掺量和长度对加筋试样强度于变形特性的影响规律。结果表明：随着纤维掺量的增加,胶结砂试样的无侧限强度呈增长趋势,但增长幅度在掺量超过0.3%后明显降低;采用5 mm和10 mm的两种长度纤维进行实验,在相同掺量条件下,长纤维对胶结砂强度的增强效果是短纤维的1.25~1.55倍左右;经过微观形态观察,发现高炉矿渣纤维掺入胶结砂后,提高了颗粒间的黏结程度和团聚效果,进而增强了胶结砂的强度和韧性。     

含水率对弱胶结砂岩力学特征的影响规律

为了研究含水率对弱胶结砂岩力学特征的影响规律,以神东矿区大柳塔煤矿岩层中的砂岩为研究对象。首先对弱胶结砂岩进行了XRD,SEM,NMR观测,然后对含水率分别为0,2%,4%和6%的试样在RMT-150C力学试验机下进行单轴压缩试验。研究结果表明:弱胶结砂岩的孔隙率为20.29%,孔隙以中大孔为主,孔隙连通性好;黏土矿物以高岭石和绿泥石为主。含水率对弱胶结砂岩的应力-应变曲线、峰值强度和弹性模量都存在显著影响,峰值强度、弹性模量与含水率存在显著的负相关关系;含水率对峰值应变无显著影响。与干燥试样相比,含水率为2%,4%和6%试样的峰值抗压强度分别降低了20.76%,37.84%,49.01%,弹性模量分别降低了6.25%,31.65%,51.44%;随着含水率的逐渐增加,弱胶结砂岩的塑性逐渐增大。研究成果有助于进一步揭示神东矿区溃水溃沙的机理。     

万福井田深部黏性土饱和度楚冻结施工的影响分析

万福井田深部黏性土层的饱和度指标多处出现大于100％的现象;研究发现,饱和度偏大是因为含水率测定试验中有部分弱结合水逸出并被当做重力水计入到自由水中的缘故;对土粒周围结合水分布特点及含水率测定试验中逸出的弱结合水含量进行分析,阐述冻胀现象中水分迁移机理,为冻结法凿井施工参数的确定提供参考依据。     

万福井田深部黏性土饱和度对冻结施工的影响分析

万福井田深部黏性土层的饱和度指标多处出现大于100%的现象;研究发现,饱和度偏大是因为含水率测定试验中有部分弱结合水逸出并被当做重力水计入到自由水中的缘故;对土粒周围结合水分布特点及含水率测定试验中逸出的弱结合水含量进行分析,阐述冻胀现象中水分迁移机理,为冻结法凿井施工参数的确定提供参考依据.     

冻结井壁解冻过程中突水溃砂机理及防治技术

为了解决富水砂层冻结井壁解冻过程中突水溃砂灾害问题,通过理论分析、室内试验和现场测试,研究富水砂层冻结壁解冻过程中突水溃砂形成机理,低温环境下浆液的凝结特性和强度变化特征,注浆驱水、固砂技术和方法。研究结果表明:解冻过程中渗水通道为施工冷缝和混凝土收缩裂缝,涌水量随着解冻范围的扩大而增大,缝隙亦随之扩大,最终导致突水溃砂灾害;袖阀管注浆可有效充填井筒周围裂缝、驱水、固砂,添加水泥质量5%的工业盐可显著缩短水泥浆凝结时间,并且抗压、抗折强度增长明显。注浆后,井筒涌水量由400 m~3/h下降到70 m~3/h,达到封堵通道、减少物源、降低水头的目的。     

三山岛金矿盐卤水对胶结充填体早期强度的影响

以往的研究表明,水中盐卤成分较高时,将对尾砂胶结充填体的强度有负面影响,而有时为提高胶结充填体的早期强度,会添加少量的早强剂如硫酸钠、氯化钠等。为了解三山岛金矿盐卤水对尾砂胶结充填体强度的影响,研究了分别拌合盐卤水和普通自来水的尾砂胶结试块和水泥净浆试块的强度,并对2种拌合水的水泥净浆试块进行了XRD分析。结果表明,三山岛金矿的盐卤水可提高尾砂胶结试块和水泥净浆试块的早期强度。其原因是拌合水成分不同,试块内部的水化反应也不同,盐卤水水泥净浆试块中生成的氢氧钙石和C-S-H凝胶更多;对试件强度有负面影响的钙矾石的量虽然也有所增加,但就早期强度而言,C-S-H凝胶和氢氧钙石的积极影响更明显。该盐卤水对尾砂胶结充填体长期强度的影响将有待后期试验研究。     

浆液对破碎岩体强度恢复影响试验研究

破碎泥质岩体注浆加固过程中,由于注浆水灰比的不同,使得不同浆液析水率对受注泥质岩体强度的恢复不同。为此,对完整岩体和破碎岩体注浆胶结岩体试件进行单轴抗压测试。结果表明,注水泥浆液胶结后的强度为胶结前破碎岩石强度的2~5倍,超细水泥浆液注浆后强度为破碎岩石强度的7~12倍,且破碎泥岩胶结试件的抗压强度随水灰比的增大而减小。     

某矿胶结充填体破裂后强度降低原因分析

为研究某矿胶结充填体破裂后的强度变化及其原因,对充填体样品进行烘干浸水物理试验和岩石力学强度测试,同时利用X射线衍射分析技术对充填体主要矿物组成进行定性分析。结果表明,胶结充填体破裂面颜色变化深浅与其暴露在空气中的时间及所处温度有着密切的关系,含水率与空气是胶结充填体破裂面发生颜色变化的主要因素,充填体破裂后在空气中氧的作用下发生了"析盐"反应,其矿物组成发生了变化,在一定程度上影响其强度及完整性,使得胶结充填体强度急剧降低,其抗拉强度大约为未反应胶结充填体抗拉强度的52.9%,胶结充填体破裂后产生的"析盐"反应对充填体的整体稳定性存在着安全隐患,矿山需要加强关注,以免影响矿山安全作业。     

新型水玻璃化学注浆材料的试验研究

利用水玻璃作为浆液主剂,对复合浆液的胶凝时间、黏度、抗压强度、水质毒理、SEM、IR、29Si NMR分别进行了研究。试验结果表明：新型复合浆液能实现浆液的胶凝时间可调、黏度低、固砂体力学性能较高的特点;浆液的水质毒理性能表现较为良好;SEM分析得知浆液胶结情况良好;IR及29 Si NMR分析证实,反应产生了硅酸盐的...     

矿山充填膨胀材料及其性能研究

针对自主研发的具有膨胀性及高固水的新型充填材料,分析膨胀及固化机理,并通过固水及膨胀性试验表明其最大水固比可达3∶1、充填体体积最大膨胀率为50.02%,开展充填体强度试验,结果表明:其最大单轴抗压强度可达到9.73MPa,同时采用最小二乘法拟合单轴抗压强度与抗折强度、抗拉强度的关系式;采用SEM对充填体进行微观结构分析,揭示了充胶结膨胀填体强度增长规律。     

水泥粉煤灰注浆材料特性试验及其应用研究

通过室内试验对水泥粉煤灰浆液的各项工程性能指标进行了系统的测试,探究了不同水灰比、固相比与结石体抗压(剪)强度、凝结时间、粘度、结实率与时间的关系,研究结果表明:不同龄期硬化体抗压(剪)强度,随水灰质量比的增大而降低,对浆液硬化体强度28d龄期更为适宜,但对于注浆工程本身来说,可参考7d龄期的浆液硬化体强度;水灰比为1:0.5~0.8时,浆液流动性能良好,但硬化体强度较低,加固效果较差;而水灰质量比为1:1时,硬化体强度高,结石率高,充填加固效果较好;水泥粉煤灰浆材凝结时间较长,随粉煤灰掺量的增大而增大,随水灰质量比的增加而延长;但浆材流动度随粉煤灰掺量的加大而降低,同时粘度增大,结石率升高;粉煤灰含量为20%时,水泥和粉煤灰的物理化学反应较好,可注性能优异,能够满足注浆堵水以及工作面底板改造的要求。     

基于PFC的废石胶结充填体破坏规律研究

为研究不同灰砂比下废石胶结充填体的破坏规律,对其进行了单轴压缩试验。结果表明,废石胶结充填体试样的失稳方式分为张开式和剪切式;在废石胶结充填体试样的峰值前应力—应变关系上,灰砂比对发生张开式失稳的试样影响较大,而对发生剪切式失稳的试样影响较小。运用基于细观颗粒流理论的PFC程序对废石胶结充填体模型进行单轴压缩模拟。结果表明,在应力—应变关系上,模拟结果与试验结果相一致;通过模型内部废石的位移情况可以揭示不同灰砂比下废石胶结充填体的失稳规律;通过粘结力分布情况得到废石胶结充填体不同失稳方式的原因。因此,PFC可以很好地应用于充填材料的选择与优化。     

不同含水率下矸石胶结充填体蠕变特性试验研究

地下矸石胶结充填对西部矿区水资源及生态环境的保护起着至关重要作用.为探究地下水长期浸润作用对矸石胶结充填体蠕变力学特性的影响,采用三轴分级加载蠕变试验,分析了含水率变化对矸石胶结充填体蠕变特性及长期强度的影响规律,建立了描述其蠕变全过程的分数阶本构模型,并利用T-R法反演辨识获得了分数阶蠕变模型相关参数.结果表明:随着试样含水率的增加,矸石胶结充填体的蠕变变形与瞬时变形呈增大趋势,而蠕变历经时长和破坏应力均逐渐减小;通过改进的稳态蠕变率拐点法分析表明,胶结充填体的长期强度与含水率呈线性负相关,当充填体由干燥至饱和时,其长期强度下降了约13％.基于蠕变试验,模型理论结果与试验结果吻合良好,能够描述矸石胶结充填体蠕变变形的全过程.     

非饱和土水分迁移试验研究

取黄土和砂土土样，对等温条件下非饱和土气态水迁移规律及气态水迁移与液态水迁移关系问题进行试验研究。试验结果表明，土质、含水量梯度和含水量水平等因素对气态水迁移有显著影响。当土体水分主要以结合水存在时，含水量梯度影响下的气态水迁移量大于液态水迁移量：当土体存在较多自由水时，含水量梯度影响下的气态水迁移量小于液态水迁移量。     

松软煤体巴西劈裂试验研究及应用北大核心

为了获得厚径比和含水率对松软煤体劈裂强度的影响规律,以淮南矿业集团新庄孜煤矿66207工作面松软煤体为研究对象,进行不同厚径比和不同含水率条件下型煤的巴西劈裂试验,并将实验结果代入考虑垫条与试样接触角的抗拉公式计算。试验结果表明:含水率相近时,随着试样厚径比的增大,抗拉强度逐渐减小,厚径比-抗拉强度曲线下降趋势不断减缓,厚径比大于0.6后曲线近似水平;厚径比相同时,随着含水率增加,煤样抗拉强度总体呈下降趋势。     

松软煤体巴西劈裂试验研究及应用

为了获得厚径比和含水率对松软煤体劈裂强度的影响规律,以淮南矿业集团新庄孜煤矿66207工作面松软煤体为研究对象,进行不同厚径比和不同含水率条件下型煤的巴西劈裂试验,并将实验结果代入考虑垫条与试样接触角的抗拉公式计算。试验结果表明:含水率相近时,随着试样厚径比的增大,抗拉强度逐渐减小,厚径比-抗拉强度曲线下降趋势不断减缓,厚径比大于0.6后曲线近似水平;厚径比相同时,随着含水率增加,煤样抗拉强度总体呈下降趋势。     

全尾砂胶结充填体试样强度的尺寸效应试验研究

通过不同尺度的全尾砂胶结充填体配比试验,研究相同质量浓度、砂灰比条件下实验室充填体试样强度与试样形状和尺寸的关系。结果表明:相同浓度与砂灰比的条件下,70.7mm×70.7mm×70.7mm立方体试样的强度最大,76.2mm×152.4mm圆柱体试样强度次之,50.8mm×101.6mm圆柱体试样强度最小。采用线性拟合方法建立了立方体试样与φ50.8mm圆柱体试样,φ76.2mm圆柱体试样与φ50.8mm圆柱体试样之间的强度尺寸效应换算函数,对于探讨胶结充填体尺寸对强度的影响,统一充填配比试验标准,提高充填试验的准确性具有重要借鉴意义。