海南岛玄武岩石粉废渣制备连续纤维实验研究

玄武岩石粉废渣是玄武岩石材破碎加工过程中产生的废料,其粒度细、销路差,尚无成熟的大规模综合利用方法。本文采集海南岛不同地区的8组玄武岩石粉废渣,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)和X射线衍射仪(XRD)分析其化学成分和矿物组分,通过差示扫描量热仪(DSC)、能谱仪(EDS)及熔融实验分析其结晶性能,筛选出最符合玄武岩纤维原料特征的样品进行纤维制备研究。通过扫描电子显微镜(SEM)及XRD分析纤维表面形貌与结晶晶相,将其性能与标准纤维进行对比。结果表明,1 450℃时制得的纤维频繁断丝,表面结晶出大量树枝状及针状的硅灰石、石英、黄长石和磁铁矿;升温至1 480℃并保温1 h后成功制得的连续纤维,仍含有黄长石和磁铁矿,断裂强力略低于标准纤维。研究结果表明利用海南岛玄武岩石粉废渣制备连续纤维具有一定可行性,本研究为海南岛玄武岩石粉废渣的处理提供了导向性建议和理论基础。     

采矿废渣颗粒粒径对矿渣型泥石流起动的控制作用——以小秦岭金矿区为例

泥石流物源的颗粒级配大小对于泥石流的起动具有重要的控制作用,亦是泥石流防治工程设计的重要参数。采矿废石渣构成的矿渣型泥石流,物源特性不同于一般的泥石流。通过对小秦岭金矿区采矿废石渣、尾矿沙、残坡积土的颗粒级配、孔隙度、透水性能的研究,与其他地区泥石流物源级配进行了差异对比,探讨了采矿废渣颗粒级配对泥石流起动的制约影响。研究表明,采矿废石渣松散无联结,粒径变化于0.075~470mm之间,其中大于2mm的砾级含量占总渣量的93.33%,平均粒径为61.2mm,以卵石级为主,粘粒物质几乎没有。粒径小于5mm的废石渣的渗透系数是选矿尾矿渣的103.5陪、残坡积土的2倍、蒋家沟泥石流物源的4.9倍,实际上采矿废石渣堆的渗透系数比试验测试的数据更大。废石渣的松散无联接、高孔隙率及极高渗透性的特点,决定了常遇降水难以导致废石渣堆起动。结合研究区历史上发生的泥石流,构建了堵溃型矿渣型泥石流起动模式,据此提出了清理占据行洪通道的废渣、疏浚行洪通道、修建拦渣挡墙的泥石流防治理念,避免拦沟修筑重力坝。     

湿化膨胀与掺砂率对混合型缓冲材料THM耦合过程的影响分析

加入辅助骨料后的混合型缓冲材料在保留了材料密封和防渗能力的同时,克服了纯膨润土导热系数低、施工性差的缺点,作为高放废物处置库缓冲材料的备选材料正在成为新的研究热点。基于室内试验数据,以多孔介质非饱和渗流理论为基础,考虑了膨润土湿化膨胀及密度、饱和度、导热系数等材料物理性质参数的实时变化,利用COMSOL Multiphysics软件建立了包含一条巷道及单个井孔的3D网格模型,计算模拟了100 a间屏障系统中膨润土-石英砂混合型缓冲材料的THM多场耦合演化过程,分析了各物理量的时间演化及空间分布规律,并通过不同工况分析了材料湿化膨胀以及掺砂率对屏障系统演化过程的影响。系统中材料温度、饱和度与距固化体、岩壁的距离呈相关性,应力整体以受压为主,变形呈先压缩后膨胀的趋势。其中,膨润土基材料的湿化膨胀作用对温度演化的影响很小,但会略微加速饱和进程,并使材料的应力-应变出现明显的时间演化及区域分布差异。井孔和巷道中靠近岩壁区域的应力上升较快,并且在巷道底板与井孔交界处出现了显著的竖向位移。提高掺量可以有效降低罐体表面温度,增强屏障系统散热能力,降低缓冲材料的历史最大应力,有效控制井孔轴线上的竖向位移,但也会削弱系统的防渗能力。     

细砂中钢带-填土废塑料瓶抗拔性能试验研究

研究利用填土废塑料瓶作为横向构件附在加筋土挡墙（MSEWs）中钢带上可行性。配筋中的横向构件对增加抗拔力有重要影响。该加筋系统是由作为纵向构件的钢带和作为横向构件的填土废塑料瓶组成。为更好地研究以填土废塑料瓶作为横向构件对抗拔性能的影响,对一条独立的钢带和分别带有1～7个瓶子的钢带进行了拉拔试验。在不同的法向应力下进行了超过18次的实验室大型拉拔试验（例如拉拔箱尺寸为长1.2 m、宽0.6 m、高1.0 m）来评估新提出的加固元件的性能。试验结果表明,在扁钢带上建立三维空间对提高抗拔阻力影响很大。提高抗拔阻力最有效的方法是在距离S与直径D之比为3的钢带上加入4个横向构件,其平均抗拔阻力约为单独钢带的5倍。有横向构件和无横向构件钢带的极限抗拔阻力随竖向应力的增大而增大。     

山区公路弃渣颗粒组成与休止角的统计分组特征及工程应用

山区公路土石混合弃渣颗粒组成的复杂性和人工堆积特征造成其工程特性难以准确测定和量化分类。利用工程大数据统计分析为量化分类提供标准和界限依据,细化弃渣分类为弃渣工程科学设计及安全防护提供支撑。依托山区高速公路多个核心弃渣场多部位多阶段土石混合弃渣的颗粒组成和天然休止角测量,形成土石混合弃渣基本特征大数据;利用工程数据统计分析山区公路弃渣的颗粒组成与休止角的分组特征,所得主要结论如下：（1）山区公路弃渣具有显著的分组特征,利用粗细比k将弃渣分为土类弃渣（k＜0.3）、土石混合弃渣（ k为 0.3～1.4）和石类弃渣（k＞1.4）。（2）山区公路土石混合弃渣细粒占比较低,以粗粒为主。弃渣粗细比为N（0.85,0.338 9）正态分布,休止角为N（37.64,3.057 8）正态分布,土类弃渣休止角＜32.6º,土石混合弃渣休止角为 32.6º～42.7º,石类弃渣休止角＞42.7º,分类及参数建议解决了取样代表性难题和结果离散性问题。（3）根据无黏性土边坡稳定性系数计算公式,结合弃渣分类和不同等级弃渣场安全系数标准,计算得到不同类弃渣控制坡率,土类弃渣控制坡率 ≤1:2,土石混合弃渣控制坡率 ≤1:1.75,石类弃渣控制坡率 ≤1:1.5,经跟踪检验,发现建议坡率下弃渣边坡中长期稳定可以得到有效保障。上述研究可以为山区公路弃渣场动态设计提供基础数据,具有较强的工程类比价值,有利于形成地区经验值。     

四种酸体系对微波酸溶-电感耦合等离子体质谱法测定固体废物中16种金属元素含量的影响

微波酸溶消解方法是测定固体废物中金属元素最主要的前处理方法,消解时使用不同的酸体系对测定结果有较大的影响。本文以国家土壤标准样品、固体废物标准样品和固体废物实际样品为材料,比较了在硝酸-盐酸、硝酸-氢氟酸、硝酸-盐酸-双氧水、硝酸-盐酸-氢氟酸-双氧水4种酸体系下,16种金属元素测定结果的差异以及在硝酸-盐酸和硝酸-盐酸-氢氟酸-双氧水酸体系下各元素的精密度和准确度。研究表明:一些土壤基体中加入氢氟酸能使Mo和Sb的回收率提高40%左右,固体废物样品中只有Sb的回收率能提高33%~50%。对于含氢氟酸的酸消解体系,改变硝酸和盐酸的比例,其测定结果没有明显差异;对于元素含量相差悬殊的铬渣样品,由于空间电荷效应,高浓度的Cr对V的测定有抑制作用。从方法的准确度和精密度来看,硝酸-氢氟酸-盐酸-双氧水的消解效果最好。     

高放废液处置场选址勘察特大构造破碎带的钻进工艺

高放废液处置的特殊性决定了它对选址勘察中钻探施工有极其严苛的要求。在钻探工艺方面受到了多方面的限制,对钻探施工影响极大,尤其是遇到特大构造破碎带、地层极为复杂的情况下,对钻探是极大的考验。在甘肃北山BS02号孔施工中,通过采用多种不同技术措施,钻穿了十月井特大构造破碎带和复杂地层,满足了设计要求,保证了工程质量和水文地质试验效果。     

The role of biogeochemical processes in minimising uranium dispersion from a mine site

The Ranger Uranium Mine located in the Alligator Rivers Region of the Northern Territory lies in the tropical zone and has an annual wet-dry monsoonal climate. Following the commencement of the wet season, runoff from the waste rock dump accumulates in a retention pond (RP4). This water is permitted to discharge to the nearby Magela Creek once minimum flow of 5 m³/sec is reached and following filling of the pond. The discharge proceeds via a channel, experimental wetland and a backflow billabong (Djalkmarra Billabong) which acts as a natural wetland filter and flows out to Magela Creek.This study examines monitoring data for water releases over 3 wet seasons. I wet season with no release and 4 dry seasons. The monitoring data comprised electrical conductivity (EC). pH, Na, K. Ca, Mg. HCO⁻₃ SO²⁻₄, Cl⁻ and U (total or filtered, < 0.45 μm). Some ICP-MS scans of trace elements were also undertaken with particular reference being made to Re and U.Specific features of the sequence of water accumulation, release and reconstitution of Djalkmarra Billabong are able to show that U is effectively removed from solution, from about 50 ppb down to < 1 ppb. Soluble salts may remain in the water column and are removed by dilution following discharge to Magela Creek. Sediment levels show no increase in U concentration with time.The pH of the billabong water during releases (6.0–6.6) suggests that cationic forms of U, such as (UO₂)₃ (OH)⁵, predominate, favouring adsorption on to the humic-rich sediments of the natural wetland. The application of this principle enables U to be removed efficiently from waste water and to be contained within the mine lease.     

ANALYTICAL MODEL OF PROGRESSIVE SLOPE FAILURE IN WASTE CONTAINMENT SYSTEMS

The potential for progressive failure in waste containment systems is an important design consideration. Many common interfaces between components in containment systems exhibit strain-softening behaviour; however, slopes are presently designed using limit equilibrium methods that do not account for these effects. An analytical model is developed to investigate the potential for progressive failure due to strain softening. Results are presented in a non-dimensional form relating the potential for strain softening to the slope geometry, the waste properties and the properties of the containment system interface. The potential for progressive failure increases as (i) the waste stiffness decreases relative to the initial stiffness of the interface resistance, (ii) the length of the slip surface increases and (iii) the rate of strain softening with displacement increases. Analysis of a case study slope failure indicates that the analytical approach produces results that are consistent with field observations and comparable to results from a more sophisticated, numerical analysis. Although simple, this analytical approach serves as a useful design guide to identify cases where it is unsafe to use the peak shear strength in a limit equilibrium analysis.     

污水排海管线廊道位置的优选步骤与方法

海洋环境地质条件的调查研究是污水排海管道路线优选过程中一个十分重要的环节,因此进行科学的调查研究是十分必要的。本文通过介绍薛家岛污水排海工程中水下管道路线优选过程,以及所做的海洋工程地质调查研究,试阐述污水排海管线廊道位置优选的调查研究方法。其过程可分为：（１）大范围普查和稳定性研究;（２）小范围详查和稳定性研究;（３）管线位置的确定。