Cu2+污染红黏土土性异变现象分析

研究Cu^2+污染物对桂林红黏土土性异变的影响。通过开展XRD、XRF及压汞试验,探讨Cu^2+污染红黏土中主要矿物成分的异变规律及微观孔隙结构的变化趋势,结果表明:红黏土中主要矿物成分为高岭石、石英和针铁矿,Cu^2+污染对这3种主要矿物成分的含量产生显著影响,随着Cu^2+浓度的增大,高岭石和针铁矿的含量逐渐减少,石英的含量逐渐增多,其含量变化率大小关系为:高岭石>针铁矿>石英,且在浓度为2%时,高岭石的损失率高达10. 69%,针铁矿的损失率达到5. 38%;红黏土孔隙分布曲线为双峰分布,双峰分别分布在0. 01-0. 1μm和1~10μm之间,且在0. 01~0. 1μm之间的微小孔隙占了绝对优势。随着Cu^2+浓度的增加,“双峰”逐渐右移,孔隙变大;“峰宽”逐渐变宽,孔隙变多。通过开展相关力学试验,观察Cu^2+污染红黏土的变形强度特性异变规律,试验结果表明:Cu^2+污染对红黏土的变形强度特性影响显著。随着Cu^2+浓度的增加,土体的无侧限抗压强度、抗剪强度、黏聚力C和内摩擦角φ逐渐减小,初始孔隙比e0和压缩系数α逐渐增大;当Cu^2+浓度从0增大至2%时,土体应力-应变关系曲线由典型的应变软化型转变为弱应变硬化型,无侧限抗压峰值强度减少了76. 91%,抗剪强度平均损失率达到69. 36%。

Cu^(2+)污染红黏土抗剪强度与电阻率关系研究

为了探索快速评价重金属污染红黏土强度特性的新型手段,在室内开展不同浓度、不同干密度的Cu^(2+)污染红黏土的直剪试验及其电阻同步测试试验,得到土体剪应力、电阻率-剪切位移同步变化曲线;分析初始干密度、垂直压力、Cu^(2+)浓度对抗剪强度、电阻率的影响;依照抗剪强度指标(C、φ)原理选取电阻率指标(ρ_(0)、φ_(0)),并分析Cu^(2+)浓度对抗剪强度指标(C、φ)、电阻率指标(ρ_(0)、φ_(0))的影响;以Cu^(2+)浓度为中间变量,进一步探讨抗剪强度与破坏电阻率、抗剪强度指标(C、φ)与电阻率指标(ρ_(0)、φ_(0))之间的定量关系。试验结果表明:Cu^(2+)污染红黏土剪应力-位移曲线呈典型的应变硬化型,电阻率随剪切位移的增大而减小;抗剪强度随初始干密度、垂直压力的增大近似线性增大,而电阻率随初始干密度、垂直压力的增大近似线性减小;抗剪强度及其指标(C、φ)、电阻率及其指标(ρ_(0)、φ_(0))与Cu^(2+)浓度间均呈负指数函数关系;抗剪强度与破坏电阻率、黏聚力与初始电阻率、内摩擦角与电阻率关系曲线倾角间的变化趋势一致,均呈现出较好的指数函数关系,可用于快速评价Cu^(2+)污染红黏土强度特性变化。

采矿爆破振动波在岩溶区的传播影响因素分析

为研究不同情况下爆破振动强度衰变规律和振动对岩溶塌陷的影响,为当地矿山合理开采及减少地面塌陷灾害的发生提供可靠依据,对湖南水口山铅锌矿区进行现场爆破振动测试,并利用古丹铅锌矿实测数据作对比分析;试验矿区共布设4条测线,接收8组爆破振动数据。采用萨道夫斯基修正公式对采集的数据进行计算,以爆破产生的振动波频率及振动速度作为测试指标,对实测数据进行提取、处理,确定爆破振动波的频率及其在介质中的传播速度及地震波引发的质点振动峰值振速。试验结果表明:采矿活动是岩溶地面塌陷的主要影响因素;爆破振动波的频率衰减强度与其在岩土体中的传播距离和断层有关,振动波的传播速度受到岩土体性质、岩层结构特征、岩层走向等因素的影响。

干湿循环作用下红黏土无侧限抗压强度与电阻率关系研究

为了探索快速准确评价红黏土在单轴载荷作用下的力学行为的新型手段,以桂林红黏土为研究对象,在室内开展干湿循环作用下红黏土的无侧限抗压强度试验,并采用二相电极法同步测定土体电阻率的变化过程,得到不同干湿循环次数下红黏土应力应变电阻率同步变化曲线,进一步分析干湿循环作用对无侧限抗压强度、初始电阻率、破坏电阻率的影响,最后探讨出无侧限抗压强度与初始电阻率、破坏电阻率之间的定量关系。试验结果表明:干湿循环作用使红黏土产生不可逆的体积收缩和结构破坏,且这种作用效应主要发生在前2次干湿循环;0~5次干湿循环作用下红黏土的应力应变电阻率同步变化曲线呈现出相反变化趋势且临界点较吻合,应力应变曲线先陡升后下降,与之对应的电阻率应变关系曲线先陡降后上升;红黏土无侧限抗压强度、初始电阻率、破坏电阻率均随干湿循环次数的增加而减小,且无侧限抗压强度和初始电阻率的衰减主要发生在前2次干湿循环;不同干湿循环次数下的红黏土的无侧限抗压强度与初始电阻率、破坏电阻率均呈现出良好的正向指数关系。

不同含水率下红黏土无侧限抗压强度与电阻率关系

为了探索快速准确评价红黏土在单轴载荷作用下的力学行为的新型手段,以桂林红黏土为研究对象,在室内开展不同含水率下红黏土的无侧限抗压强度试验,并采用二相电极法同步测定土体电阻率的变化过程,得到不同含水率下红黏土应力-应变-电阻率同步变化曲线,分析含水率对无侧限抗压强度、初始电阻率、破坏电阻率的影响,进一步探讨出三者之间的定量关系。试验结果表明:不同含水率下的应力-应变-电阻率同步变化曲线呈现出良好的吻合性,红黏土受压过程经历了压密和破坏两阶段,应力-应变曲线先陡升后下降,与之对应的电阻率-应变关系曲线先陡降后缓慢增加;红黏土无侧限抗压强度、初始电阻率、破坏电阻率与含水率关系呈现出相同的指数变化关系,均随着含水率的增加先剧烈减小,再逐渐变缓,最后趋于稳定;不同含水率下的红黏土的无侧限抗压强度与初始电阻率、破坏电阻率均呈现出较好的正比例线性关系。

含水率及孔隙率对黏性土电阻率影响的试验研究——以桂林红黏土、粉质黏土为例

为获得土体电阻率与含水率及孔隙率之间的定量关系,以桂林红黏土、粉质黏土为研究对象,通过更严格的单因素控制试验,在保持其他各因素不变的情况下,探讨两种土体的电阻率随含水率(保持土体类型、孔隙率不变)、孔隙率(保持土体类型、含水率不变)的变化规律,并引入能够综合反映含水率和孔隙率变化的土体体积含水率,探讨电阻率与体积含水率间的确定性关系及经验公式。试验结果表明:孔隙率一定时(含水率一定时),两种土体电阻率与含水率(孔隙率)之间均呈幂函数关系。两种土体电阻率均随含水率的增加先剧烈减小,而后逐渐变缓;均随孔隙率的增加而增加。两种土体电阻率均随体积含水率的增大而减小,红黏土电阻率与体积含水率间呈幂函数关系,粉质黏土电阻率与体积含水率间呈线性关系,基于体积含水率得到的两种土体电阻率模型公式相关性较高,可应用于红黏土、粉质黏土地区的岩土工程实践。

锌污染红黏土的力学性质与微观结构试验

通过三轴试验和扫描电镜试验,分析了污染红黏土的力学特性与锌离子掺量的关系,探讨了不同锌离子掺量下污染红黏土的微观结构变化。研究结果表明:重塑红黏土应力-应变关系曲线呈硬化型,围压和抗剪强度呈正比,土颗粒主要以叠片状、块状单元等凝聚形式搭建结构骨架。锌离子掺量越高,红黏土的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角越小,整体孔隙逐渐增多,孔隙率和分型维数越大,结构越不稳定。