相对法向力下结构面峰值剪切力学性质研究

法向力的大小对岩体结构面剪切强度有重要影响,然而对法向力大小的划分还没有一个明确的界限。鉴于此,将法向力与单轴抗压强度的比值定义为一个衡量法向力相对大小的系数,应用PFC2D模拟不同粗糙度下相对法向力结构面剪切试验。结果显示,试验结果与三线段剪切强度理论基本吻合;当相对法向力小于0.06时,抗剪强度增长速率最大,随着相对法向力的增大,抗剪强度增长速率快速减小;当相对法向力在0.06～0.5之间时,抗剪强度增长速率的减小趋势变缓;当相对法向力大于0.5时,抗剪强度增长速率基本平稳。基于三线段剪切强度理论,利用中等法向应力下的抗剪强度公式,得到了剪切作用下黏聚力强化指数和爬坡角弱化指数,通过对比不同材料试件的这两个指数的变化趋势,验证了法向力上下限划分的合理性。     

硅灰对磷酸镁水泥基注浆材料早期力学性能及微观结构的影响

利用硅灰作为矿物掺合料,研究硅灰对磷酸镁水泥基注浆材料(MPCG)早期力学性能及微观结构的影响。结果表明,MPCG的主要水化产物为K型鸟粪石(KMgPO₄·6H₂O),掺6%硅灰能减少基体内微裂纹的产生,使MPCG基体更致密,从而提高MPCG的早期抗压强度和耐水性,此时,在空气中养护7 d的抗压强度达到11.7 MPa。     

中高硫煤矸石自燃阶段划分与气体析出规律相关性分析

煤矸石随煤炭开采洗选加工过程产生,无处理自然倾倒形成矸石山,长期蓄热引发自燃。受煤层煤质影响,煤矸石种类繁多,其中含硫量高的洗选煤矸石排量集中、自燃倾向性大,内蒙古棋盘井镇煤矸石山多为洗矸堆积,部分已长期自燃,严重威胁周边环境及居民健康。为预警矸石山自燃,同时科学高效治理已燃矸石山,需对该区中高硫煤矸石进行自燃全过程研究,分析自燃各个阶段气体的析出规律。利用同步热分析和质谱仪联用系统(TG-MS)得到中高硫煤矸石氧化燃烧过程中质量、热量及气体析出的同步变化情况,进行关联性分析,并根据数据特点选用Spearman相关系数法进行相关性分析验证。结果表明：中高硫煤矸石中黄铁矿的存在对自燃有促进作用,依据特征温度点氧化燃烧过程可划分为Ⅰ黄铁矿氧化及气体脱附阶段、Ⅱ吸氧增重阶段、Ⅲ挥发分析出阶段、Ⅳ燃烧阶段、V燃尽阶段等5个阶段。在各阶段H₂S、CH₄、CO、NO气体均有析出,呈增强趋势,而SO₂、CO₂、NO₂气体在Ⅲ、ⅠV阶段大量析出。Spearman相关分析得出各气体析出量与质量呈...     

棋盘井利民煤矿采煤地裂缝封堵试验研究

随着党的十九大中关于人与自然和谐相处概念的提出,环境问题越来越受到人们的重视。棋盘井利民煤矿地处内蒙古自治区,地下矿藏资源丰富,地质条件相对适中,但伴随煤矿的采掘,地表形成诸多裂缝。通过对利民煤矿地裂缝的成因机理及煤层地质构造的深入分析,对地表裂隙带结构进行深入分析,研究地表裂隙产生原因。运用单轴抗压、流动性测试、凝固测试等方法对不同实验方案进行深入分析,选择并采用合适的封堵方法进行裂隙封堵,达到了封堵地表裂隙带的目的。