粉煤灰混凝土在矿井支护应用中的可行性研究

在试验的基础上,研究了粉煤灰代替部分砂和水泥应用于井下巷道锚喷支护混凝土配料的可行性,讨论了粉煤灰混凝土抗压强度的主要影响因素及变化规律。结合井下初步应用性检验,确定了粉煤灰作为喷射混凝土掺合料的最佳掺量和配合比。      

河道整治工程植生生态混凝土最佳配合比研究

本文以某河道整治工程植生生态混凝土为例,首先简要介绍了植生生态混凝土工程性能及应用优势,其次对植生生态混凝土原材料组成及其基本性能进行分析,然后介绍了配合比试验及各影响因素参数变化范围,得到结论：随着水胶比逐渐增大,不同胶凝材料组成的植生生态混凝土的抗压强度不同,其中80%水泥净浆20%粉煤灰随着水胶比的变化幅度最大,最终得到了生态混凝土最佳配合比参数,从而为类似工程项目提供借鉴。     

机制砂水工混凝土掺入矿物掺合料力学性能影响研究

试验研究了水工混凝土和易性、抗压强度受不同类型砂的影响,进一步揭示全机制砂水工混凝土抗氯离子渗透性和强度的影响。结果表明：河砂低于混合砂和机制砂水工混凝土抗压强度,但和易性较好;随粉煤灰掺量的增加机制砂水工混凝土强度逐渐减小,后期抗压强度降幅随养护龄期的延长而变缓;粉煤灰的“活性效应”能够增强机制水工混凝土强度、抗氯离子渗透性等,掺量不超过30%时其各项性能整体良好。     

不同砂胶比、密度和含水性相似材料力学性质正交试验研究

在物理相似模拟试验中相似材料的物理力学性质与模拟原型物理力学性质的相似性是物理相似模拟试验成功与否的关键。为了确定相似材料的物理力学性质,采用3因素4水平正交试验表,研究由河沙和石膏组成的相似材料的砂胶比、密度和残余含水率3个因素对相似材料单轴抗压强度、弹性模量和泊松比3个物理力学性质的影响规律。研究结果表明,对单轴抗压强度影响程度由大到小的因素依次为砂胶比、密度、残余含水率,单轴抗压强度随着密度的增大而增大,随着砂胶比、残余含水率的增大而减小;对弹性模量影响程度由大到小的因素依次为砂胶比、密度、残余含水率,弹性模量随着密度的增大而增大,随着砂胶比的增大而减小;对泊松比的影响程度由大到小的因素依次为残余含水率、密度、砂胶比,泊松比随着密度、残余含水率的增大而增大,与砂胶比关系不明显;砂胶比、密度、残余含水率对相似材料单轴抗压强度存在交互作用,但对相似材料的泊松比不存在交互作用,砂胶比和密度对相似材料的弹性模量存在交互作用。研究得出砂胶比、密度、残余含水率与单轴抗压强度、弹性模量、泊松比的回归方程,对物理相似模拟试验相似材料设计具有指导意义。     

软土型水泥土掺砂试验研究

考虑到土性对水泥土强度的影响，提出了在软土中掺砂以改进水泥土抗压强度性能的方法。选取深港西部通道填海区含有机质的淤泥，采用均匀设计法来考察水泥掺入比、砂的掺入比、龄期和水泥土抗压强度的关系；建立了其回归模型，研究了3个因素对强度的影响情况，给出了优化配比的方法；最后提出了改进机具以实现水泥土掺砂的设想。     

生态混凝土在治理重金属污染岩质边坡中的应用

通过配合比试验研究了生态混凝土的性能指标并进行了工程应用。在不同级配条件下,对5种试样进行抗压强度与植物生长试验。强度试验结果表明:当生态混凝土原料(减水剂:沸石:水:水泥:石灰石)的配合比为1∶16∶19∶60∶235时,抗压强度满足护坡强度要求;植物生长试验结果表明:当容重为1.89g/cm3,孔隙率为29.1%,吸水率为3.2%时,是护坡植物最优的生长条件;在治理重金属污染岩质边坡工程的应用表明,生态混凝土能有效吸附岩体中的重金属元素,具有良好的护坡与绿化功能。     

含砂量对水泥土强度影响的试验研究

天然软土尤其三角洲地区的淤泥或淤泥质黏土常含砂,以含细砂或粉细砂为主,系统研究水泥土强度与含砂量的关系,为水泥土性能改良、强度设计及水泥土搅拌法施工提供直接依据。选取珠江三角洲两处典型的淤泥、淤泥质黏土,按天然含水率配制试验用土,掺加不同含量的细砂制成含砂水泥土试件,养护到不同龄期,对其进行无侧限抗压强度试验,得到了水泥土强度与含砂量及其他关联影响因素关系的变化规律。主要结论是：细砂颗粒在水泥土中起到了细骨料的作用,有利于提高水泥土强度;考虑水泥土的含砂量、水土质量比、水泥掺入比和实际水灰比等因素,得到了含砂淤泥水泥土强度估算公式;在不含砂淤泥水泥土中掺入2 %干细砂时其强度约提高25 %,掺入15 %~25 %干细砂则可提高40 %~60 %。     

基于量纲分析的岩石相似材料抗压强度计算模型

物理相似模型试验是复杂、难采矿技术研究的有效手段,而岩石相似材料物理力学特性的研究是试验有效进行的前提。根据相似原理和岩石的力学特性,论证了岩石相似材料单轴抗压强度的力学代表性。统计并分析了影响岩石相似材料单轴抗压强度的一系列因素,基于量纲分析的方法构建了岩石相似材料单轴抗压强度与砂粒径、配比材料总量、充填材料（砂）用量、水用量、养护方式等重要因素间的无量纲计算模型,结合岩石相似材料配比试验得到了定量关系式。选取3组具有代表性的岩石相似材料配比试验对所建立的单轴抗压强度计算关系式进行验证,其计算结果与实验室实测结果相吻合,平均误差为4.20%,定量关系式在岩石相似材料参数的研究上具有一定的合理性。研究结果可以为相似材料物理力学参数的预测及岩土工程物理模型试验相似材料的高效选取提供参考。     

影响混凝土路面抗折强度的原因分析

笔者在农村公路检测中发现,多数混凝土路面抗折强度达不到4．0MPa设计标准。本文从原材料、掺合料、外加剂及配合比设计等方面,综合分析探讨了道路混凝土抗折强度的影响因素,并在原材料的选用和配合比设计上,为配制道路混凝土提供了参考。     

岩石-钢纤维混凝土复合层抗压强度预测模型

为了研究岩石-钢纤维混凝土复合层单轴抗压强度的计算方法,对岩石、钢纤维混凝土和岩石-钢纤维混凝土(R-SFRC)复合层试件进行单轴压缩试验,分析混凝土强度等级(C30、C40和C50)和纤维掺量(0、40、60和80 kg/m3)对钢纤维混凝土和复合层单轴抗压强度的影响规律,应用RFPA2D模拟复合层单轴压缩损伤过程和应力-应变曲线,基于Mohr-Coulomb屈服准则建立R-SFRC复合层抗压强度预测模型。结果表明,复合层试件单轴抗压强度介于岩石和混凝土抗压强度之间,复合层中岩石和混凝土界面的相互约束改变了各层的受力状态,复合层中岩石强度降低而混凝土强度增大,复合层极限抗压强度为复合层中的混凝土强度。复合层试件的抗压强度随混凝土基体强度和钢纤维掺量的增大而增大,混凝土基体强度对复合层试件的抗压强度影响更显著;不同材料的复合层单轴抗压强度数值模拟值和理论计算值相对于试验值的误差范围分别为-5.41%～-0.69%和-8.67%～-1.21%,数值模拟和理论计算模型可用于复合层单轴抗压强度预测。     

保定—沧州地区土壤地球化学公里网格样方代表性研究

土壤中的元素在空间上的分布具有一定变异性。在开展土壤地质环境调查监测时,有必要进行单点采样的科学性分析。对于在1 km2的区域内,如何实现科学、有效和合理地采样来获得区域内土壤元素含量的空间分布特征是一个需要解决的课题。本文在保定—沧州平原地区,选择36个县市,在每个县市的大片农田区以十字形方式采集9个单点样,通过不同的样品组合方式,来研究其结果之间的差别。结果显示:不同的混合方式,元素浓度含量的相对偏差大部分小于15%,在可接受的误差范围内。因此在1 km2区域的中心采集一个单点样,即可基本代表该区域内土壤元素的含量组成。     

土质对人工冻土冻结温度影响的试验研究

不同土质的冻结温度是人工冻结法冻结壁设计重要依据。为研究土质对人工冻土冻结温度的影响,选取不同地区人工冻结法施工典型土层开展冻结温度试验,提供了不同地区典型土层的冻结温度范围,并结合水泥土、含盐土冻结温度试验进行对比分析。结果表明：同一地区不同土层的冻结温度随其土颗粒粒径的增大而增大;随水泥掺入比及龄期的增加,水泥土的冻结温度降低;随含盐量的增加,NaCl含盐土冻结温度线性降低,含盐量对氯盐土比对硫酸盐土的冻结温度影响更显著。研究成果对不同土性的冻结壁设计具有指导意义。     

土壤添加物对土-水曲线和土体收缩的影响

为探索不同添加物(小麦秸秆、麦壳和植物油渣)对土壤持水性能和土壤收缩特性的影响,定量掺混3种粉末,采用离心机法测定土-水曲线,并对土壤持水能力和土壤收缩特征进行评价。结果发现:各处理土-水曲线形态无差异,van Genuchten模型可用于此条件土-水曲线拟合;3种添加物均可提高土壤容重和土壤含水率并利于保水,且土壤持水能力表现为油渣 >麦秆 >麦壳 >纯土;随着土壤脱水,土体以轴向收缩为主,三直线模型可用于土壤收缩曲线拟合,土体线缩率与吸力和含水率分别满足对数和Logistic函数关系;土体几何收缩量表现为麦壳 <油渣 <麦秆 <纯土,土壤开裂程度表现为油渣 <麦秆 <麦壳 <纯土。     

浙江土壤矿物组成特征

对浙江省29种母质和16种土类或亚类构成的69个母质一土类单元共194个土壤样品中的矿物成分进行测定，分析得出矿物种类及矿物百分含量。在此基础上分析了浙江省土壤矿物组成特征。不同土类或亚类土壤中矿物组成存在明显差异，矿物种数和含量变化较大。突出的特征是，相同母质类型土壤含有相似的矿物种类，而且相同母质不同样品中同一矿物含量变化也较小，表现出同母质土壤矿物组成与含量具有相似性。在69个土壤剖面中，由A层到C层矿物种类和含量变化较小，土壤矿物组成明显受基岩影响和控制。宜把地质背景相同、矿物组成相近、土壤环境相似的成土母质作为划分土壤重金属污染评价单元，土壤类型只能作为评价单元的辅助划分依据。     

低温水入渗条件下土壤水分温度动态变化

自制土槽试验装置,室内模拟低温水在河岸带土壤中非饱和入渗的过程。以填装中细砂为研究对象,进行了3种不同水头下的低温水入渗试验,对低温水在土壤中的入渗过程和水分、温度时空动态作了连续监测,分析了水头对入渗参数、水分场与温度场的影响规律。试验结果表明:在相同时间内,入渗水头越高,湿润锋垂直(水平)运移距离越大,垂直湿润锋的运移速度随入渗时间的增加有逐渐减少的趋势,最后逐渐趋于稳定;水头5 cm作用时入渗率波动较大,稳定时间大于水头25 cm和45 cm作用时土壤达到稳定入渗率所需的时间;入渗水头越高,平均温度下降越快,温度场也更快地达到相对稳态,水头25 cm在低温水入渗420 min后基本上达到稳态,水头45 cm在240 min后基本达到稳态。     

前期土壤含水量对红壤坡面产流产沙特性的影响

利用田间人工模拟降雨试验,研究了前期土壤含水量对两种红壤坡面降雨入渗、产流和产沙特性的影响.结果表明:前期含水量越高,两种土壤都是产流越快,达到稳定径流和入渗的时间越短.低含水量区(干态和稍干),两种土壤的径流系数和入渗率都与降雨时间呈线性关系,并在60 min内达不到稳定.高含水量区(稍湿和湿态),两种土壤的径流系数、入渗率及产沙速率与降雨时间关系都符合Boltzmann(玻耳兹曼)方程;第四纪红粘土发育的红壤稍干态和红砂岩发育的红壤干态下的产沙速率在整个降雨过程中变化不明显,并都维持在较低水平;第四纪红粘土发育的红壤干态和红砂岩发育的红壤稍干态下的产沙速率随着模拟降雨的进行而大致以线性关系增大.土壤前期含水量越高,两种土壤坡地累tk积入渗量都越小,雨水转化为土壤水分的比率亦越小.     

膨胀土路堤处治效果原位试验研究

介绍了对弱膨胀土路堤采用“膨胀土+石灰土+土工网”分层交错填筑的综合处治方法。通过现场试验测定了不同分层组合填筑结构型式土基的承载力和回弹模量,并分析了二者存在差异的原因。结果表明,采用弱膨胀土-石灰土这种结构作为膨胀土路堤的治理方案和采用弱膨胀土-石灰土-土工这种复合结构型式作膨胀土路堤的包边处理是科学合理的。只要各结构层施工质量能够满足设计要求,采取这种结构形式,一方面可以充分利用沿线的弱膨胀土材料,另一方面又可以充分利用弱膨胀土自身的强度优势,保证路堤的稳定。     

青藏高原那曲地区非均质土壤导温率的变化及土壤温度数值模拟

土壤中的热传输是地-气能量交换的组成部分,而非均质土壤导温率/导热率的获得是研究土壤热传输过程中的一个难点,是至今仍未很好解决的问题.分析了一维热传导方程在非均质土壤条件下的适用形式,利用青藏高原那曲站实测土壤温度资料,计算了非均质土壤导温率,计算结果表明,土壤导温率有明显的随深度和季节的变化.利用考虑非均质土壤导温率参数的土壤温度数值模式,对那曲地区各层土壤温度的年变化进行了模拟试验,模拟结果显示,按冷季和暖季分别采用两组不同的土壤导温率,对土壤温度的年变化已有较好的模拟效果.     

结构性对琼州海峡软土压缩特性的影响

天然软土大多具有结构性，且结构性因地而异。通过室内试验研究了结构性对琼州海峡两种海洋软土压缩特性的影响，并结合琼州海峡铁路轮渡工程，讨论了土结构性的存在对该工程防波堤地基处理工程效应的影响。     

正常固结土与超固结土的一些特性及其应力历史的确定

综合了作者的试验结果和有关文献，详细分析了正常固结土与超固结土的一些特性，并在此基础上，利用一些对扰动不敏感的土性参数判断土层的固结状态。