矿渣掺合料对阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土性能的影响

通过力学、抗渗和抗冻等性能的测试以及SEM和孔结构分析,研究了矿渣掺合料对阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土性能的影响.结果表明,掺加矿渣会降低混凝土的1、3 d强度,但提高其28 d强度,特别地,掺加20%的矿渣,混凝土28 d强度提高约12.5%;掺加矿渣可明显改善阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土的抗渗性和抗冻性能;随着矿渣掺量的增加,混凝土中孔结构分布的均匀性得到改善,且孔径范围多集中在无害孔区域(孔径＜50 nm),阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土中有害孔的数量明显少于普通混凝土.     

基于抗崩解特性的全风化花岗岩地层注浆参数设计方法

全风化花岗岩遇水极易崩解破坏,受工程扰动后常诱发突水突泥等地质灾害。为实现全风化花岗岩地层注浆加固参数的有效设计,基于响应面试验设计方法,通过注浆模拟试验获得注浆压力、全风化花岗岩初始含水率、黏土含量3因素对注浆后全风化花岗岩土体抗崩解特性及抗压强度的作用规律,并获得三者与抗崩解特性、抗压强度的拟合方程。结果表明:注浆压力、初始含水率、黏土含量对抗崩解特性及抗压强度影响程度大小顺序分别为注浆压力初始含水率黏土含量和注浆压力黏土含量初始含水率,其中注浆压力与注浆加固效果成正相关关系,但当注浆压力达到1.5 MPa时,抗崩解特性及抗压强度增幅减小;注浆加固效果随初始含水率和黏土含量的升高均呈先升高后降低的趋势,其中最佳含水率为16%,最佳黏土含量为24%。通过分析注浆压力、全风化花岗岩初始含水率及黏土含量三者之间的交互作用,提出全风化花岗岩地层注浆参数设计方法,根据初始含水率及黏土含量将全风化花岗岩分为低压注浆区(0.5～1.0 MPa)、中压注浆区(1.0～2.0 MPa)和高压注浆区(2.0～3.0 MPa)。通过现场工程验证,研究成果可用于指导该地层注浆加固参数设计,对全风化花岗岩及类似地层的注浆加固治理具有指导意义。     

活化煤矸石制备路基充填材料的探讨

为解决路基采空区塌陷治理,以及煤矸石资源化利用的难题,分析了物理活化对煤矸石胶凝活性的作用规律,利用煤矸石协同矿粉制备路基充填材料,并对其流变特性、凝结时间、抗压强度、吸水率等工作性能进行测试.实验结果表明:随煤矸石掺量的增加,浆液流动度增大,凝结时间延长,结石体强度逐渐降低.当煤矸石掺量为30％～40％时,煤矸石-矿...     

矸石基含水层注浆改造新型材料实验与应用

高承压灰岩含水层上煤炭开采,经常需要对强含水层进行注浆改造,因含水层发育规模巨大,注浆材料用量动辄数万吨。在充分利用地下工程址区厂矿企业固体废弃物煤矸石基础上,研发了一种适用于含水层改造的新型无机注浆材料。通过组分筛选试验、力学性质测定试验、获取了材料的抗折强度、抗压强度、渗透系数等宏观力学性能;采用SEM微观分析手段,分析了注浆结石体的微观结构性能。综合力学性能、经济因素、环境效益,对比了新型材料与常规注浆材料的适用性。结合现场试验,验证了新型注浆材料的效果。研究结果表明:在水泥含量为35%时,新型注浆材料的早期强度与后期强度均高于水泥含量为40%时水泥-黏土浆液的同期强度。材料的最佳配合比为水泥30%,黏土10%,煤矸石60%。该材料体系结石体28 d抗压强度3.4 MPa,28 d抗折强度1.7 MPa,渗透系数1.794×10-7m/s,能够满足含水层改造需求,对类似工程具有借鉴作用。     

滨海岩溶注浆充填体性能研究

为研究海水侵蚀作用下充填材料的服役性能,对试样进行单轴抗压强度和低场核磁测试,研究了质量分数为5％的SO24-和质量分数为3.5％的Cl-侵蚀下充填材料的变化规律,揭示不同侵蚀离子对石灰石尾矿基充填材料力学性能的影响.试验结果表明:Cl-和SO24-对石灰石尾矿基充填材料抗压强度具有提升作用,随着Cl-和SO24-质量...     

不同粒径组合对煤矸石基充填材料性能的影响

为解决胶结充填成本高、煤矸石和低品质粉煤灰等固废堆存占用大量土地及污染环境等问题,在充分利用煤矿固体废弃物、满足工程实际需求的前提下,制备了煤矸石基充填材料。根据不同胶凝材料的水化特性,研究了高活性辅助胶凝材料和低活性辅助胶凝材料的颗粒级配。通过组分筛选、配比优化、性能测试分析,获得了材料抗压强度、泌水率和流动度3项性能指标;利用XRD、SEM和压汞研究了不同粒径组合对充填材料性能的影响机理。研究表明:水泥熟料30%、煤矸石40%、粉煤灰20%、脱硫石膏10%为最优配比,此时早期强度发展较快,3 d强度达到0.83 MPa,后期强度最高,28 d强度达到9.92 MPa;煤矸石粒径变化对材料性能起主要作用,粉煤灰和脱硫石膏粒径变化起次要作用,并且存在最优的粒径组合,即煤矸石粒径0.075~0.106 mm、粉煤灰和脱硫石膏粒径0.053~0.075 mm的组合性能最优,材料的3 d抗压强度为0.78 MPa,28 d抗压强度达到12.1 MPa,流动度大于320mm,泌水率低。     

利用激发剂改性钢渣粉煤灰复合水泥活性的研究

以钢渣、粉煤灰、水泥熟料为主要原料,掺入少量激发剂,制备了早强钢渣粉煤灰复合水泥。研究了复合水泥组分和不同激发剂对水泥性能的影响,并通过SEM分析了激发剂对复合水泥硬化浆体结构的影响。结果表明,当钢渣粉煤灰复合水、尼的组成范围为熟料30％、钢渣35％～40％、粉煤灰25％～35％、石膏50％时,掺入激发剂2．75％,性能指标达到国家标准42．5复合水泥要求;掺入激发剂可进一步提高钢渣、粉煤灰的水化活性,加快复合水泥的水化速度,提高水泥的力学性能,缩短复合水泥的凝结时间。     

赤泥-高炉矿渣-钢渣三元体系注浆材料试验研究

为解决地下工程灾害治理中大量消耗水泥造成的环境污染、造价高等问题,本文基于协同理论制备了赤泥-高炉矿渣-钢渣基三元体系全固废类注浆材料,系统研究了钢渣对赤泥-高炉矿渣二元体系工作性能、力学强度的作用规律,并结合X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、压汞仪等微观测试手段分析其作用机理。试验结果表明：钢渣对赤泥-高炉矿渣二元体系力学强度具有提升作用,当其掺量为10%时,28 d抗压强度可达12.78 MPa,增幅为59.84%。钢渣经机械粉磨和高温活化后,其协同作用可进一步提高,随着钢渣粒度的减小,浆液结石体力学强度逐渐增强;随着活化温度提升,结石体力学强度呈先增加后减小的趋势。钢渣在10%最优掺量下,活化温度为700 _^oC,粒径为200目时,赤泥-高炉矿渣-钢渣基注浆材料结石体的力学强度最优,28 d强度达到15.1MPa。此外,钢渣的掺入还可以促进赤泥-高炉矿渣基浆液的凝结,凝结时间缩短,浆液的流动性降低。微观分析表明：钢渣可参与赤泥-高炉矿渣体系的水化反应,而且钢渣微粒在浆液结石体中具有充填效应,使结石体更加密实,进而提高结石体力学强度;此外,在高温条件下,钢渣中生成钙芒硝,硅酸二钙,硅酸三钙,铝酸钙胶凝矿物,可促进钙矾石和水合铝酸钙的生成,对强度具有提升作用。     

隧道瞬变电磁超前探测去噪方法试验研究与应用

隧道等地下工程在施工过程中常面临突水突泥等地质灾害,瞬变电磁法能够基于介质间的电阻率差异对掌子面前方的含水构造进行探测和定位。但由于隧道环境存在较多的干扰,实际探测获取的中晚期数据质量相对较差而无法使用。设计均匀半空间模型和三层经典模型研究瞬变电磁法探测的感应电动势转化成视电阻率的适用性,发现在无干扰时晚期数据转化效果良好,在强干扰情况下晚期数据转化效果较差。使用这2种模型,分别对比3种滤波算法改善晚期数据质量,改善瞬变电磁场强干扰环境下晚期衰减曲线的信噪比,提高瞬变电磁探测深度。现场试验发现,采用滤波算法与传统直接截断方法对比后,晚期数据可以使用,有效提高了探测深度,早期数据成像结果与直接截断方式成像结果相同,滤波算法不影响早期数据。     

滨海潮汐岩溶地表软土注浆技术研究与应用

针对滨海岩溶第四系表层土质地松软、承压能力弱的工程施工难题，以某公司矿山首采区周边土层为研究对象，考虑滨海潮汐作用导致渗流水头变化的特殊因素，通过室内模型试验的手段，选取工程常用水泥-水玻璃双浆液对岩溶表层松软土层进行注浆加固试验研究.结果表明：潮汐半潮及高潮环境下浆脉形态多样，且前进式注浆工艺加固效果最佳；埋深60 cm处定点注浆技术在承压能力及水稳特性提升方面具有最优的增长速率，被注土层抗压强度最大增幅为46.8%，水稳特性增幅区间为773 s.确定将现场采用半潮时段定点注浆技术、注浆深度为表土层平均深度的2/3处，作为滨海岩溶上表松软土层的最佳加固方案.