改进的石灰土灰剂量检测制样方法及验证

针对路基石灰剂量检测不准确的问题,结合路基土的实际工作及环境状态,从压实度、拌灰含水率及养护方法入手,全面分析了现行EDTA消耗量检测制样方法的不合理性,依据分析结论对现行EDTA消耗量检测的制样方法进行改进,提出了一套针对路基实际工作环境的EDTA消耗量检测的制样方法,采用2种土类(非膨胀土与膨胀土)进行了2种制样方法的灰剂量检测对比试验,结果显示,采用改进后的EDTA消耗量检测制样方法所测得的灰剂量随着时间的衰减率明显小于规范的制样方法,可以较准确地检测出土样的灰剂量,证明了改进制样方法的合理性。     

复杂金矿样品制样方法的试验研究

通过某金矿床矿石样品加工流程试验,制定出新的样品加工流程和制样方法,将细磨圆盘机改为棒磨机,将样品缩分从60目改为80目,使样品的均匀度和代表性大大提高;在制样过程中将样品的焙烧设计为两阶段,可以较好地分解金属硫化物及砷化物,形成易溶化合物,同时可有效除去样品中的S、As、C等杂质。为了使载金矿物充分溶解,选取了7种溶样方案进行了试验,结果显示用第一个方案分析的金矿样品质量明显提高。     

冻结黏土空心圆柱试样制样方法

冻土空心圆柱仪是室内研究冻土在车辆荷载等复杂应力路径下力学特性的主要仪器,试验中为实现主应力轴方向在垂直于径向平面内连续旋转,其试样多采用薄壁空心圆柱试样,但由于空心圆柱试样薄壁的特点,增加了制样的困难,成为制约冻土空心圆柱试验研究进展的主要阻碍。为此,借鉴冻土三轴试验的制样方法,基于实验室现有的制样条件,设计了一套重塑冻结黏土空心圆柱试样的制样装置,可提高制样效率,减小制样过程中人为因素的影响;随后,基于该制样装置,提出了一种冻结黏土空心圆柱试样的制样方法,给出了制备重塑冻结黏土的制样步骤。最后,通过对所制备试样的物理力学性质测定,发现采用该制样方法可以制备含水率及干密度均匀、力学性质稳定的重塑冻结黏土试样;同时对两个平行制备的冻结黏土试样的不同主应力轴方向的定向剪切试验结果进行了比较,证明了所提出的制样方法具有良好的可重复性,且所得的冻土力学特性与已有研究成果吻合较好,可用于进一步系统研究复杂条件下冻结黏土的静、动力学特性。     

制样方法对重塑黄土单轴抗拉强度影响的初探

研究了重塑黄土的2种制样方法对其单轴抗拉强度的影响,第1种制样方法是用标准击样法制取重塑黄土三轴试样(试样1),第2种方法应用轻型击实仪击实得到大块样。然后,在切样器上水平方向取样得到重塑黄土三轴试样(试样2)。试样1分层面与拉力方向垂直,试样2分层面与拉力方向平行。单轴抗拉试验结果表明,层面会对其抗拉强度产生影响,试样2抗拉强度较高,试样1抗拉强度较低。     

海底扩散体系含天然气水合物沉积物制样方法与装置

天然气水合物是分布在海洋和大陆多年冻土中的一种具有巨大商业开发价值的新型战略性替代能源。同时,含天然气水合物地层中水合物的分解将带来严重的地质灾害和气候问题的关注。试验室内开展含天然气水合物沉积物物理力学性质研究需要首先解决的是制样问题,即在试验室内快速形成符合现场原位形成模式的试样,并且水合物均匀分布于土样孔隙中。海洋天然气水合物主要是在扩散体系中形成的,即溶解在水中的气体以扩散迁移的方式进入温压条件适合的地层内与水结合生成天然气水合物。文中试验方法与装置利用高压恒流泵驱动溶有气体的去离子水在土样中循环,采用磁力搅拌装置加速和增大气体在水中的溶解,使土样在较短时间内被溶气水饱和,然后将土样温度降低至与气体压力相对应的相变温度以下后,溶于水中的气体与水结合生成水合物析出,且均匀地填充土样孔隙中。采用粉土和CO2气体试验表明,制得含水合物沉积物大约需1 d的时间,通过观察和测试含水率证明,所制得试样具有良好的均匀性,解决了目前在试验中采用的制样方法所制得的试样中水合物分布不均匀以及水合物形成时间过长的问题,为进一步开展含天然气水合物沉积物物理力学试验提供了技术保证     

扫描电子显微镜下放射虫化石制样方法的探讨

讨论了为获得放射虫化石的高质量的二次电子图像所采用的试样制备方法。通过多次试验,认为放射虫化石的表面导电处理应采用碳 金双层镀膜法。在放射虫化石表面先蒸镀一层１０～２０ｎｍ厚的碳膜,然后根据放射虫化石的形态和表面结构的不同,溅射厚度不同的金膜;钟罩形、塔形放射虫化石的金膜厚度在６０～８０ｎｍ,带刺的球形放射虫化石的金膜厚度在８０～１４０ｎｍ,球形放射虫化石的金膜厚度在１４０～２００ｎｍ。     

粉末压片制样-波长色散X射线荧光光谱法测定进口铜矿石中的氟

地质样品中氟的测定主要采用氟离子选择电极法,但操作复杂、分析时间长,无法满足大量进口铜矿石检测的需求。熔融制样-X射线荧光光谱法可用于测定铜矿石中的主次量成分,但不能测定氟。本文采用粉末压片制样,波长色散X射线荧光光谱测定进口铜矿石中氟的含量。以15个粒度为0.074 mm的实际进口铜矿石样品建立标准曲线,经验系数法校正基体效应,有效地降低了颗粒度效应、矿物效应和基体效应。方法的精密度为0.30%(RSD,n=11),检出限为2.4μg/g,测定范围为0.030%～0.20%。用标准物质验证,测定结果与标准物质的认定值相符;用实际样品验证,测定结果与氟离子选择电极法的测定值相符,能满足进口铜矿石中氟(限量不大于0.10%)日常分析检验的要求。     

硫化物及硫酸盐中硫同位素制样装置及其反应器研制

研制了一种新型硫化物及硫酸盐中硫同位素制样装置及其反应器。实验证明,采用该装置及其反应器制样具有真空度好、使用方便、无污染、制样效率高和成本低等优点。所生成的二氧化硫具有纯度高,分析结果准确、可靠等特点,完全能满足硫化物和硫酸盐中硫同位素分析测试的制样要求。     

土样制备对自由膨胀率的影响及其改进方法

着重论述了土样制备对自由膨胀率试验成果的影响。试验研究发现,3种口径（4.5,5,5.5 mm）和3种下落高度(5,10,15 mm)对取土质量和试验结果影响不大,但颗粒粉碎程度的影响非常明显。规程中土颗粒过0.5 mm筛的规定不够完善,在此粒径范围内3种粒组（0.25～0.5,0.1～0.25,<0.1 mm）的土样,其自由膨胀率结果存在差异。其中,前两者差别不大,<0.1 mm粒组土样的试验结果一般较前两者低30 %～45 %,与膨胀土其他属性指标不匹配。研究结果表明：不同粒径土样在10 mL量土杯中质量相差多达2 g,取土质量是影响自由膨胀率结果的主要因素之一,颗粒结构变化也有可能是影响因素之一,建议土样粒径范围为0.1～0.5 mm。     

土体抗拉强度试验研究方法的进展

理论上土体的抗拉强度与抗压和抗剪强度一样是描述土体力学性质的重要指标之一,也是研究土体张拉破坏特性的基础。由于土体抗拉强度在数值上相对较小,且难以准确测量,在岩土工程领域常常被忽视。随着工程中的张拉破坏问题越来越突出,土体抗拉强度特性引起许多学者的关注,相关研究成果也越来越多。文中对土体抗拉强度试验研究方法进行了系统的归纳和总结,对比分析了各种方法的优缺点,认识到,（1）土体抗拉强度试验方法总体上可分为直接法和间接法两大类,直接法是在试样两端直接施加拉力直到试样发生张拉破坏,根据破坏时的最大拉力及对应的破裂面面积计算出土体的抗拉强度。间接法主要通过一些理论假设,把压应力转换成相应的拉应力并基于一些理论公式计算土体抗拉强度;（2）按试样受力条件,直接法可分为单轴拉伸和三轴拉伸,一般都需要开发专门的拉伸试验设备,以实现拉力荷载的施加及其在试样内的有效传递。常用的方式有粘结、锚固、模具夹持及摩擦力传递等,都各有优缺点,但模具夹持法相对而言更具操作性。间接法中比较有代表性的有巴西劈裂试验、土梁弯曲试验和轴向压裂试验等,一般较适应于刚度较大的土体如化学固化土。最后,笔者提出了今后该课题的研究重点,包括制定土体抗拉强度试验方法规范及标准,研发简单易操作的土体拉伸试验设备,拉伸试验过程中土吸力的测量及控制方法,土体拉伸过程中应变场的准确获取方法及土体张拉特性的数值模拟研究等。     

土壤有机碳同位素样品制备过程的影响因素讨论

土壤有机碳同位素地球化学在气候和植被恢复方面的研究已得到广泛应用,但目前对不同类型、不同时代的土壤总有机碳同位素样品制备过程的系统研究较少.本文选取黄土高原不同地区、不同类型的现代土壤和古土壤,对其有机碳同位素样品制备过程进行了较系统的研究.( 1)去除土壤中无机碳酸盐对有机碳同位素组成的干扰:对于现代土壤样品,在室温条件下,用 0.5～ 6 mol/L HCl反应 1 d去除碳酸盐,均可获得理想数据;在 70 ℃反应条件下,用 0.5～ 2 mol/L HCl反应 2 h去除碳酸盐可获得理想数据,但用 6 mol/L HCl,δ 13C值偏负 0.65‰;( 2)在 850 ℃氧化温度条件下,样品制备加铜丝,对现代土壤及古土壤样品的δ 13C值均没有影响,结果表明在用封管法进行现代土壤及古土壤的有机碳同位素样品制备时,可以不加铜丝;( 3)对于有机碳含量较高的有机碳标准物质、植物和现代土壤样品,在 850 ℃氧化条件下,恒温 2.5 h,足以保证样品有机质氧化完全,不会产生同位素分馏;对于深层黄土和红粘土样品,由于样品体系复杂,在上述氧化条件下难以获得理想数据,合适的氧化条件有待进一步深入研究.     

修正的莫尔-库仑理论的解析和验证

根据主应力可分解为静水应力和偏应力,以及它们在应力莫尔圆和变形方面的相关性,推导出修正的莫尔-库仑理论的数学表达式。从理论上解决了库仑理论和莫尔理论存在的许多缺陷,特别是中间主应力对材料抗剪强度的影响。它的四参数准则的计算结果与一些混凝土的试验数据相当吻合。     

冻融循环对二灰和改性聚乙烯醇固化盐渍土力学性能的影响

随季节性变化的冻融循环作用对土体结构有显著的影响。为降低盐渍土对环境温度的敏感性并将其应用于工程中,提出以石灰、粉煤灰和改性聚乙烯醇(MPA)为固化材料的联合固化方法。先通过无侧限抗压强度(UCS)和微观扫描试验评价固化效果,构建固化材料的参数范围,再将抗剪强度(黏聚力和内摩擦角)与正交试验相结合,分析各因素的影响,明确最佳组合参数。结果表明:石灰+粉煤灰+MPA联合固化有助于提高盐渍土的强度,联合固化盐渍土的UCS为1 130.25 kPa,是盐渍土(218 k Pa)的5.18倍;联合固化盐渍土的冻融强度满足工程规范(JTG 3430-2020)要求。冻融循环作用下联合固化盐渍土的UCS稳定值为700k Pa,且3次循环后的波动范围在5%左右。适宜配比下联合固化盐渍土的抗剪强度(黏聚力和内摩擦角)在3次冻融循环后为208.2 kPa和38.56°。各因素的敏感性由高到低依次为养护时间、石灰掺量、MPA掺量、干密度、含盐量和冻融循环次数,随石灰、粉煤灰和MPA掺量的增加,联合固化盐渍土强度增大并趋于稳定,固化参数的优化可有效弱化冻融作用对滨海盐渍土的影响。结合抗压及抗剪强度试验结果,...     

膨胀土工程特性及其石灰改性试验研究

系统地开展了弱、中膨胀土及石灰稳定土的物理力学试验.试验表明:中膨胀土具有较强的吸水膨胀软化特性,其CBR值低于3%,不能满足路基对填料的强度要求,用作路基填料必须改性;当压实含水量控制得当,弱膨胀土CBR可满足规范要求,其压实含水量宜按最优含水量+(3～4)%控制;用石灰对中膨胀土改性效果显著,能有效抑制其胀缩潜势和提高土体强度,能满足路堤填筑的要求.中膨胀土石灰改性的质量掺合比宜按5.0%控制.     

重塑石灰土的力学特征与性能劣化机制分析

石灰土在公路等工程中应用很广泛,随着公路改扩建等工程的迅速增多,面临如何处理与利用废弃石灰土的难题。通过对比分析素土、石灰土、重塑石灰土的压缩、强度等力学指标,探讨重塑石灰土的力学特征。结果表明,重塑石灰土压缩系数与石灰土相比提高了2～3倍,无侧限抗压强度损失了30%～40%,内摩擦角增大了1.2倍,黏聚力降低了40%。提出用劣化系数评价重塑石灰土的力学特性劣化程度,并从石灰处治红黏土的团粒化、碳化、灰结机制等角度分析了重塑石灰土性能劣化的本质原因。与素土相比,石灰土的黏粒（d <0.002 mm）含量减少而粗粒（d >0.074 mm）含量增加,从而提高了石灰土的内摩擦角。但重塑过程则破化了石灰土中的胶结结构致使重塑石灰土的黏聚力降低,从而影响重塑石灰土的其他力学性能指标。     

人工制备土样的非线性破坏试验及对朗肯被动土压力的影响

通过直剪试验研究了土的非线性破坏准则,给出了刚性挡土墙的朗肯非线性被动土压力公式并采用自适应步长Simpson积分法进行了求解,与线性Mohr-Coulomb破坏准则下朗肯被动土压力进行了对比,结果表明,采用线性Mohr-Coulomb破坏准则计算的被动土压力结果偏大35%～40%,在实际工程设计中偏于不安全。最后讨论了不同深度及非线性参数的影响。     

重塑石灰土的强度恢复方法与机制初探

石灰稳定土工程翻修改造后会产生大量的石灰土弃渣,为避免污染环境和节约工程投资,需重新利用破碎的石灰土进行填筑。但石灰土破碎后强度急剧降低,需要添加胶凝材料提升其力学性能。以重塑石灰土为研究对象,通过添加5%石灰或水泥进行再改良,对比分析两种再改良土的强度和压缩性等力学指标,结果表明,石灰再改良土的力学特性优于水泥再改良土。借助粒度分析、电镜扫描、X衍射和热重分析试验手段揭示了石灰再改良土性能优越的内在机制,发现石灰再改良土中的石灰和石灰土团粒能形成很好的胶结;但水泥未能和石灰土团粒形成有效胶结,自身形成了边-面和边-边接触的片状多孔架构。重塑石灰土残存的氢氧化钙是引起水泥再改良土性能劣于石灰再改良土的主要诱因。     

石灰稳定膨胀土的效用及其施工质量控制

膨胀土的胀缩可引起地基的变形，甚至危及构筑物的安全。对于膨胀土路段，路基的稳定是工程建设成功的关键。在论述石灰稳定土加固机理的基础上，结合工程实例，论述了膨胀土路段石灰稳定的施工要点及石灰稳定膨胀土路段的施工质量控制。