分级循环加卸载试验下砂岩的力学特性研究

采矿工程中岩体受开挖过程影响易发生不可逆破坏,为保证矿山开采的安全运行,须研究扰动荷载 下岩石的力学特性。为此,探讨了不同围压条件下,致密砂岩在常规三轴加载和分级循环加卸载作用下的力学特 性,并将二者进行对比分析。得出结论：破坏形式均属脆性破坏,循环加卸载下的砂岩试样破碎程度更大;循环加 卸载试验中,试样峰值强度较常规三轴试验有所减小,轴向峰值应变有所增大;增大围压能够提高砂岩抵抗变形的 能力;随着分级循环上限应力值的增加,滞回环曲线的面积逐渐增大,产生的耗散能也逐渐累积;循环加卸载过程 对砂岩弹性模量起到强化效应;同时,循环荷载加剧了裂纹损伤。此研究结果对砂岩在复杂应力下的矿山安全工 程实践具有重要的理论指导意义。     

矿物掺合料改良铁尾砂的力学特性研究

为探究矿物掺合料替部分水泥稳定铁尾砂基层的力学特性,通过宏观力学试验测试,得到水泥—钢渣—矿粉复掺稳定铁尾砂的物理力学参数,并与水泥单掺稳定铁尾砂进行对比分析。研究结果表明：在水泥掺量14%情况下,水泥—钢渣—矿粉复掺稳定铁尾砂的7 d无侧限抗压强度均大于单掺水泥试验组;增加水泥或矿粉的掺量能够提高7 d无侧限抗压强度,而钢渣掺量的增加具有抑制作用;围压对于水泥—钢渣—矿粉复掺稳定铁尾砂的强化作用较水泥单掺的更为明显,黏聚力几乎相同,内摩擦角更大。     

基于主成分-聚类分析的南水北调中线干渠水质时空分异规律

作为京、津、冀、豫4省市重要水源,南水北调中线工程水质安全对于工程的稳定运行和优化管理十分重要。为掌握总干渠的水质状况和时空分异规律,对南水北调中线干渠25个断面的9个水质指标变化情况进行分析,运用主成分分析和聚类分析相结合的方法,识别主干渠主要水质指标成分,甄别各断面水质变化相似性特征,并开展水质评价与分区,为中线水质保护和管理提供决策参考和优化建议。研究结果表明,主成分分析将9项水质指标降维到4项,前4个主成分能够解释80.23%的原始环境信息,重点关注中线工程耗氧程度和酸化趋势。聚类分析将中线总干渠划分为4类水质管理区段,通过比较各段水质指标差异,识别出各分类渠段关键性水质指标,针对渠段特性进行水质时空分异规律分析。研究成果可为中线水质保护和管理提供理论依据。     

钢渣与矿粉复掺固化铁尾矿的力学特性及机理研究

为探究钢渣与矿粉替代部分水泥固化铁尾矿的力学特性及固化机理,通过宏观强度试验和微观试验手 段,得到钢渣与矿粉复掺固化铁尾矿形成复合材料的强度发展规律及微观特征。 结果表明:水泥掺量>5%的情况下, 通过添加钢渣与矿粉用来固化铁尾矿的效果有明显改良。 水泥-钢渣-矿粉固化铁尾矿较单掺水泥固化铁尾矿提高了 强度,失稳破坏后仍具有较高的承载强度。 较活性较差的钢渣,增加水泥或矿粉的掺量能够提高复合材料的强度,而 钢渣的增加具有抑制作用;水泥-钢渣-矿粉固化铁尾矿的结构更为致密,水泥水化反应激活了矿粉的潜在水化活性, 致使强度较低的 Ca(OH) 2 晶体完全参与水化反应生成 C—S—H 和部分 C3S、C2S,其中钢渣主要起骨架作用。