富水破碎岩体注浆加固材料试验研究与应用

针对富水破碎地层注浆治理过程中传统水泥类材料难以实现注浆加固和堵水同步进行的难题,以硫铝酸盐水泥熟料和钢渣微粉为主要原材,成功制备了一种水泥基复合注浆材料（CGM）。通过与传统水泥材料进行性能对比试验,采用扫描电镜和X射线测试手段,分析了CGM材料制备工艺、组分含量和浆液制备条件对材料性能的作用规律,并检验了CGM材料的工程适用性。结果表明：CGM材料宜采用混合粉磨制备工艺,可显著提高其水化活性,且粉磨时间应不超过45 min。钢渣微粉含量越高,水灰比越大,结石体强度越低,凝结时间越长,水灰比超过1.2:1时,结石体后期会出现干缩。与传统水泥材料相比,CGM材料浆液凝结时间与黏度的环境敏感度低,具有显著的工程适用性和性能优越性。     

等效水力隙宽和水力梯度对岩体裂隙网络非线性渗流特性的影响

等效水力隙宽和水力梯度是影响岩体裂隙网络渗流特性的重要因素。制作裂隙网络试验模型,建立高精度渗流试验系统;求解纳维-斯托克斯方程,模拟流体在裂隙网络内的流动状态,研究等效水力隙宽和水力梯度对非线性渗流特性的影响。结果表明,当水力梯度较小时,等效渗透系数保持恒定的常数,流体流动属于达西流动区域,流量与压力具有线性关系,可采用立方定律计算流体流动;当水力梯度较大时,等效渗透系数随着水力梯度的增加而急剧减少,流体流动进入强惯性效应流动区域,流量与压力具有强烈的非线性关系,可采用Forchheimer方程计算流体流动。随着等效水力隙宽的增加,区别线性和非线性流动区域的临界水力梯度呈幂函数关系递减。当水力梯度小于临界水力梯度时,控制方程可选立方定律;当水力梯度大于临界水力梯度时,控制方程可选Forchheimer方程,其参数A和B可根据经验公式计算得到。其研究结果可为临界水力梯度的确定及流体流动控制方程的选取提供借鉴意义。     

坝基碎屑岩三轴蠕变特性及长期强度试验研究

基于物理和常规变形特性分析,认为某水电站坝基碎屑岩力学特性异常复杂,故采用岩石三轴伺服仪开展了系列的蠕变力学特性试验研究。首先,探讨了轴向、侧向及体积蠕变特性和速率变化规律;其次,分析了蠕变对偏应力-应变特性影响并开展了破坏岩样微细观电镜扫描试验;最后,在采用等时曲线簇法确定长期强度的基础上,以实际延性扩容为依据,认为岩石侧向体积扩容速率大于轴向压缩速率的临界点为快速蠕变破坏的标志,提出确定长期强度的新方法。结果表明,碎屑岩表现出显著的蠕变特性,蠕变曲线主要分为初始衰减和稳态蠕变两阶段,且最后一级应力施加后呈现加速蠕变现象;应力增加导致蠕变变形加剧,最终破坏表现出轴向压缩变形过大、体积延性扩容明显、稳态蠕变速率较大等特点,且蠕变速率与应力符合指数函数关系。岩样长期强度与三向稳态蠕变速率交点和侧向体积扩容应力阀值基本一致,为常规强度的54%～80%。试验结果旨在为相关岩石工程长期稳定分析及蠕变模型构建提供可靠的依据。     

水位下降条件下土钉加固土坡破坏特性研究

水位下降是导致滑坡的重要原因之一,而土钉是加固土坡的有效手段。进行离心模型试验,再现了水位下降时土钉加固土坡的变形和破坏过程,测量了土坡的位移变化。试验结果表明,水位下降条件下土钉加固土坡的破坏模式以绕钉破坏为主,滑裂面从坡顶逐渐向下发展至坡面;土钉加固土坡的破坏过程与变形局部化过程表现出显著的耦合变化;土钉加固机制主要表现为通过土钉与坡体的相互作用,减小土坡的变形和变形局部化程度,从而提高土坡的稳定性。增加土钉长度使得滑裂面向坡内部移动,显著减小土坡的变形及变形局部化程度,从而提高了土坡安全性。     

离心模型试验模拟塑料排水板处理软土地基的方法和应用

采用大型土工离心机对某工程近海软土地基上堤坝施工期及运行期进行了模拟。试验中采用停机加载法模拟分级施工加载过程, 原型中采用塑料排水板固结法处理软土地基, 模型中则根据固结过程相似的原理, 换算成等效圆截面排水体, 在模型制作中采用等效透水滤芯进行模拟。根据激光位移传感器和孔隙水压力传感器数据可以得出相应原型软土地基的沉降特性和孔隙水压力变化情况。根据试验得到的沉降曲线, 采用"经验双曲线法"推算出了地基最终沉降, 然后得出按沉降推算的分层地基平均固结度随时间的变化。对比试验模拟得到的软土地基固结度和理论计算结果, 二者基本接近, 表明塑料排水板模拟方法用于离心模型试验是可行的。      

科尔沁沙地固定沙丘土壤水体积分数变化

利用2006-2009年5-9月科尔沁沙地固定沙丘0~150 cm土壤水体积分数监测数据及降水资料,采用偏度、峰度检验法检验了固定沙丘不同月及不同土层土壤水体积分数的正态性,并得到了其正态分布相关参数的估计值及其置信区间;同时,对不同土层、不同月及不同年间的土壤水体积分数变化和差异进行了分析。结果表明:(1)固定沙丘同一月的土壤水体积分数以显著性水平α=0.1通过正态分布的假设检验;固定沙丘土壤水体积分数的平均值范围1.82%~4.95%,主要集中在2%~4%;(2)受降水影响,固定沙丘7月土壤水体积分数较高,且与其他月的差异显著;7月土壤水体积分数均值和方差的点估计及置信水平为0.95的置信区间、统计特征均与其他月的有较大差异;(3)固定沙丘0~10 cm土壤水体积分数较低,且与其他土层有显著差异;而10~30 cm土壤水体积分数较高;(4)2008年土壤水体积分数较低,而2009年土壤水体积分数较高;除2007年与2008年土壤水体积分数没有显著差异外,其余年份间的土壤水体积分数均有显著差异。     

铵盐镍基电镀金刚石钻头的电化学机理研究及应用

以微机控制电化学分析系统对铵盐镍基胎体镀层的电化学机理进行研究,试验了硫酸镍用量、氯化铵用量、镀液温度和镀液的pH值对镍沉积的影响,结果表明保持镀液适当高的pH值、略低的温度和加入氯化铵,可使镍沉积的极化增大,从而使镀层晶粒变小,结晶致密,且氯化铵的加入没有改变阴极过程的控制步骤。在N iSO4.6H2O 280 g/L,NH4Cl 19 g/L,H3BO335 g/L,十二烷基硫酸钠0.1 g/L;镀液温度45℃±1℃,pH值5.2,电流密度3.6 A/dm^2条件下电镀Φ41/27 mm室内钻头,钻进可钻性Ⅷ级的绢云母化含石英斜长石玢岩,钻进时效平均达到1.94 m/h,钻头的磨损约为0.092 mm/m,与普通镍-钴胎体钻头的使用寿命相差不大;但其钻进时效要比镍-钴胎体钻头高0.18 m/h,即约高10%,为野外生产试验提供了试制钻头的可靠资料和经验。     

用1：5万磁异常特征圈定贵州水城-艾家坪地区成矿靶区

对1：5万高精度磁异常原始资料数据处理,进行化极、延拓计算7个不同上延高度异常,分析对比所有资料,结合地物化资料,对磁异常平面进行特征分区。又根据已知的白马洞（区内）-杉树林（区外）铅锌矿床成矿带及区内异处的铅锌、铜、锰等矿床（点）的成矿规律和分布特点,圈定了8个异常成矿靶区,19个大型的浅层局部负磁异常,均为有一定找矿意义的磁异常,并推测它们可能为岩体与矿致磁异常（铅锌、铜、锰、铁）等综合引起,在岩体（浅表隐伏的花岗岩珠或岩枝）与围岩接触带、层间破碎带上,应是赋矿的有利部位。     

某铁路隧道涌水量预测与分析

为进行某铁路隧道的设计与施工,获取相关的水文地质参数,进行了3个钻孔的抽水试验,以获取相关的水文地质参数。运用地下水径流模数法、大气降雨入渗法和地下水动力学法对隧道涌水量进行了计算,计算结果显示：地下径流模数法的计算值偏小,降水入渗法的计算值适中,地下水动力学法的精度较高,但计算的涌水量值较大;三种方法比较,决定结果采用大值,即涌水量正常值取6150m^3/d,最大涌水量值取9770m^3/d。提出了采用双向自流排水,适当布设施工监控设备的工程建议。     

边界补给量计算方法在宋桥井田的应用研究

利用宋桥井田奥灰群孔抽水试验资料,根据补（隔）水边界水位曲线的特征,采用半对数直线图解法,将井田F2-9断层定性为补给边界。为了解补给边界的补给量,选用边界补给量计算方法．计算出了边界补给量占孔流量的65％,从而较客观地确定了井田水文地质条件类型。