粗骨料粒径和级配对混凝土性能的影响

本文从理论和实验两个方面分析了粗骨料粒径和级配对混凝土性能的影响,对混凝土施工有积极的借鉴作用。     

矸石粒径对矸石混凝土性能影响的研究及运用

矸石混凝土是指以煤矿井下生产产生的废弃矸石为骨料,通过破碎、分级和配合比加工而成的混凝土,矸石作为骨料的混凝土与传统骨料制作的混凝土有比较明显的区别,通过试验室力学试验测试和PFC数值分析双种手段研究得出,骨料最大粒径在12 mm以内时,制作的矸石混凝土早期强度高,后期强度发展也较明显,通过工业试验,进一步验证了此种骨料粒径下的矸石混凝土满足沿空留巷强度要求,同时密闭性强,研究结果可以在类似条件下推广应用。     

矸石-粉煤灰充填采煤覆岩结构与变形规律

矸石-粉煤灰充填采煤可解决“三下”压煤和固体废弃物排放造成的环境污染问题。根据充填采煤工作面覆岩移动规律,提出矸石-粉煤灰充填采煤覆岩存在3类结构;在弹性地基薄板理论基础上,建立了基本顶力学模型,推导出了基本顶弯曲下沉的理论公式,给出了基本顶破断的临界条件;据此,分析了基本顶变形影响因素,并进行了工程实践。结果表明,基本顶最大下沉量理论计算值与实测值基本一致,各因素对基本顶弯曲下沉影响大小依次为:基本顶弹性模量、覆岩载荷、直接顶弹性模量、充填体弹性模量。邢台矿7606工作面采空区基本顶的最大下沉量为234 mm,沿专用铁路线地表最大下沉量为16 mm,仅直接顶产生了局部裂隙和离层,基本顶完整性较好,覆岩属于第II类结构,地表变形得到了有效控制。     

颗粒级配对压实砾砂类氯盐渍土溶陷特性的影响

为探究颗粒级配对砾砂类氯盐渍土溶陷特性的影响,针对压实砂类(砾砂、粗砂、中砂)及砾石类盐渍土开展室内溶陷试验,并基于试验数据,采用SPSS软件构建了溶陷率与各影响因素关系的分析模型,明确了砾砂类氯盐渍土溶陷敏感参数及权重。结果表明:砾砂盐渍土的溶陷率随细颗粒含量和2～5 mm颗粒含量增加均呈先增大后减小的趋势; 粗砂和中砂盐渍土的溶陷率随细颗粒含量的增加而减小,随2～5 mm颗粒含量的增加而增大; 砾石类盐渍土的溶陷率随细颗粒含量的增加而增大,随含盐量的增加呈先增大后减小的趋势; 对于砾砂,细颗粒含量、2～5 mm颗粒含量对其溶陷率的影响权重分别为0.864、0.126,对于粗砂,细颗粒含量、2～5 mm颗粒含量对其溶陷率的影响权重分别为0.257、0.722,对于中砂,细颗粒含量、2～5 mm颗粒含量对其溶陷率的影响权重分别为0.573、0.411,对于砾石类盐渍土,含盐量、细颗粒含量、2～5 mm颗粒含量对其溶陷率的影响权重分别为0.681、0.234、0.049。     

级配对珊瑚砂颗粒破碎与变形特性的影响

珊瑚砂具有典型的颗粒破碎特征,而破碎导致的粒径变化对珊瑚砂力学特性有显著的影响。为探究初始级配和围压对珊瑚砂颗粒破碎及变形特性的影响,选择4种不同初始颗粒级配的试样在4种不同围压下进行了三轴固结排水剪切试验。研究结果表明：在小围压下,剪切过程中不同级配的珊瑚砂试样的应力应变关系均表现出应变软化现象,体变曲线呈现出非常明显的剪胀,而且粒组的颗粒粒径越细,峰值强度越大,体积应变也越大。随着围压的增加,粗颗粒级配砂样表现为应变硬化。研究发现对于某一级配,随着围压的增加加剧了珊瑚砂颗粒破碎的发生,两者之间存在显著的幂函数关系。通过引入级配参数β,建立了颗粒破碎率B_r与级配和围压之间的关系表达式。研究还发现在e-(p'/p_a)^ξ平面内,不同级配的珊瑚砂试样临界状态线为相互平行的直线,其截距e_Г与初始孔隙比e_ic、级配参数β之间存在显著的线性关系,并据此建立了考虑级配影响的珊瑚砂临界状态方程。     

矿料级配对沥青混合料压实性能影响研究

采用美国SHRP计划开发的Superpave旋转压实仪（SGC）,选取SMA13,DAC13,SJ13三种常用级配,通过分析在不同坐标系下沥青混合料的压实曲线及不同级配在各压实阶段特征参数的分布规律,对不同级配沥青混合料的压实性能进行了评价,为沥青混合料压实施工奠定基础。     

正态分布矸石侧限压缩特征与声发射特征研究

In order to study the bearing capacity and acoustic emission characteristics of gangue aggregate, a hydraulic servo rock mechanics test system was used to conduct a confining compression test, with an acoustic emission system to collect acoustic emission information of crushed gangue aggregate. Considering the particle size distribution characteristics and stress state of broken gangue in caving zone, the stress-strain relationship, acoustic emission energy, particle size gradation and fractal dimension of gangue aggregate processes were analyzed with comparison between normal distribution and average grading under different axial stress loadings. The results show that the stress-strain curve of gangue aggregate is an exponential function relationship, but the normal distribution gangue aggregate changes significantly during the compaction process. Compared with the average gradation, the normal distribution gangue aggregate first occurs large-scale crushing phenomenon, and the frequency is higher, the distribution is more uniform, but the highest acoustic emission energy is less than the average gradation. The relationship between fractal dimension and loading stress is logarithmic function. The growth rate of fractal dimension of normal distribution gangue aggregate is higher than that of average gradation, and has a larger span interval.     

骨料级配对外掺氧化镁混凝土膨胀变形性能的影响

为了合理确定氧化镁混凝土的MgO极限外掺量,进行了不同MgO外掺量情况下的不同骨料级配混凝土的砂浆压蒸膨胀率试验和混凝土的自生体积变形测定.试验成果表明:不同骨料级配混凝土的砂浆的压蒸膨胀率的大小与单位体积试件中所含MgO的量大致相关;经湿筛去除大于40mm的粗骨料获得的混凝土试件的自生体积变形的顺序为:一级配混凝土＞三级配混凝土＞二级配混凝土;利用筛除大于40 mm粗骨料的拌合物测试混凝土的自生体积变形,结果是人为地增大了混凝土的自生体积变形值.研究成果对氧化镁混凝土中MgO合理掺量的确定有参考价值.     

粗集料级配对混凝土强度发展历程的影响

在粗集料掺量相同的前提下,变动混凝土的粗集料级配和水胶比,以考察粗集料级配对混凝土强度发展历程的影响.试验结果表明:从提高混凝土强度的角度,随着混凝土水胶比的降低,其胶凝材料用量增大,同时,宜采用最大粒径较小的粗集料,反之亦然.     

煤矸石压缩试验的颗粒流模拟

 根据煤矸石颗粒材料的特点,采用三维颗粒流方法PFC3D的接触连接本构模型模拟煤矸石的压缩特性,再现其复杂的非线性本构关系。设计单一级配和泰波理论级配方案,并用Fish语言生成级配颗粒模型。对煤矸石的三轴压缩试验过程进行数值模拟,比较不同围压下的应力–应变曲线、体积应变曲线和微裂纹发展曲线,从细观角度验证不同级配煤矸石试样的强度及变形规律。研究结果显示,优化的级配方案能提高矸石的峰值强度,降低其压缩量,这对优化矸石充填的级配设计有一定的参考价值。     

石油化工水池结构抗渗漏措施的探讨

针对石油化工企业的特殊性，对其水池结构的抗渗漏设计的设计原则、防渗漏措施及存在的问题等做了较详细地探讨，以确保水池的抗渗漏性能达到设计规范要求。     

厚煤层无煤柱切顶成巷碎石帮变形机制及控制技术研究

为解决厚煤层切顶卸压自动成巷碎石帮控制难题,采用力学分析、数值模拟和工程试验相结合的研究方法,对厚煤层切顶成巷碎石帮变形机制和控制技术进行深入研究。通过建立动力学模型,探索成巷过程中矸体冲击的采高效应,明确厚煤层碎石帮变形受力机制和控制重点,进而提出动压防冲、缓压让位和恒压稳控的多层次控制思路。研究表明,采高增大后,空区矸体作用在挡矸结构上的冲击力和冲击能均会增加,从而形成了挡矸结构横向弯曲的启动条件,在顶板下压和侧向挤压作用下产生大变形,造成传统挡矸结构失效;工作面架后6 m范围内为主要冲击区,架设自移式动压防冲结构可将挡矸结构的个体受冲转换为集体承压,有助于耗散冲击能;矸体压实阶段为缓压过程,提出采用抗弯性更强的滑移式让位护帮结构。室内承载试验表明,该结构可保持恒载力实现与围岩协同变形,从而降低损坏率;为进一步提高碎石帮整体稳定性,设计制造波式多阻护帮结构,现场拉拔试验表明该结构性能满足支护要求,滞后工作面越远,固帮效果越显著。现场监测结果表明,新技术下围岩变形得到有效控制,碎石帮变形降低了约72%,挡矸结构损坏率降低了约85%,不仅解决了厚煤层切顶成巷碎石帮难控问题,且经济效益显著。     

粗粒土强度和变形的级配影响试验研究

开展了不同细粒含量的无黏性和含黏粒粗粒土的共8组大型三轴排水剪切试验,研究了级配对粗粒土强度、变形、剪胀特性和颗粒破碎的影响。试验结果表明细颗粒含量的大小、是否含泥是粗粒土力学特性的重要影响因素;分析了无黏性粗粒土的颗粒破碎率随围压大小、级配的变化;研究了剪切峰值随围压、细颗粒含量的变化规律,讨论了不同围压、不同级配特征情况下粗粒土的剪胀特性。根据含黏粒粗颗粒土的试验结果,分析了含泥量对强度和变形特性的影响,并从机理上分析了细粒含量对无黏性和含黏粒粗粒土的力学特性影响的差异性。试验结果表明对于土石坝工程良好的坝体填筑料级配、严格控制小于0.075 mm颗粒含量,有利于提高坝体的稳定性和减小坝体沉降。     

煤矸石作为路基填料的路用特性研究

通过煤矸石掺加不同比例的土,并对其进行各种物理力学特性试验,探求出了不同配比矸石土的各种路用特性,为煤矸石在路基填筑中的应用提供参考。     

焦作矿区煤矸石资源化利用途径分析

以焦作矿区煤矸石为研究对象,采用XRF、XRD研究了煤矸石的化学组成和矿物组成,用HR—ICP—MS、AFS分析了微量元素的含量。结果表明,煤矸石主要化学成分为SiO2和Al2O3,以及Fe2O3、CaO、MgO、Na20、K2O、Ti2O等,矿物组成为石英、高岭石、白云母、方解石及埃洛石。最后,对焦作矿区煤矸石在制备建筑材料、微量元素利用及农业生产等方面的应用进行了评价。     

孤岛工作面沿空掘巷矿压特征研究及工程应用

 孤岛工作面沿空掘巷矿压显现剧烈,支护难度大。若支护参数设计不当,巷道支护失败,必将极大影响工作面安全回采。以淮南潘三矿1251(3)孤岛工作面回风巷为工程背景,采用FLAC3D软件研究孤岛工作面沿空掘巷超前支承压力分布特征。通过建立孤岛工作面沿空掘巷基本顶的力学模型,推导出受动压影响时巷道顶板下沉量的计算公式。研究结果表明,孤岛工作面超前支承压力增加明显,孤岛工作面沿空掘巷围岩变形量剧增,其支护难度大大增加。在获得以上研究结果的基础上,分别对试验巷道掘进期间支护参数和回采期间加固参数进行设计。工程实践表明,锚网索和注浆加固联合支护可有效地控制孤岛工作面沿空掘巷围岩的变形,研究结果可在类似条件下推广应用。     

大口径预制直埋供热管摩擦系数的实验研究

为了满足集中供热对大口径预制保温管直埋敷设设计的需要,针对DN800、DN700、DN600三种规格的硬质聚氨酯保温、外护高密度聚乙稀保护壳的供热直埋管道进行了实验研究。通过对施工变量、运行变量的工程测量及计算得到三种规格的预制直埋供热管道与回填砂的摩擦系数样本值。按极大似然法原理计算出三种规格的预制直埋供热管和回填砂的摩擦系数以及样本方差的估计值,并按照摩擦系数和样本方差的估计值进行了摩擦系数的区间估计。分别给出了置信度为95%、99%下摩擦系数的置信区间。DN800、DN700、DN600等规格的摩擦系数极大似然估计值依次为0.31、0.28、0.24;置信区间依次为0.24～0.38、0.23～0.33、0.22～0.26。计算数据可供集中供热管道工程直埋敷设设计选用。     

不同类型沥青混合料的压实特性分析

通过对AC-13、SMA-13和Super-12.5等3种典型级配的沥青混合料在不同的成型温度下进行室内马歇尔试验,测试、分析不同沥青粘度下混合料试件的各种体积参数,并模拟不同碾压温度对沥青混合料体积参数的影响,探求其中的规律,以指导沥青路面的现场施工.