浸水作用下磁铁矿动态损伤及能量演化机制

为分析浸水作用下磁铁矿的动态损伤特性以及能量运移规律,对磁铁矿进行不同时间的浸水处理,利用霍普金森压杆试验系统(SHPB)对浸水磁铁矿开展了不同冲击载荷值的动态压缩试验。结果表明:浸水作用下磁铁矿动态破坏变形过程分为弹性变形,屈服损伤变形以及失稳破坏3个阶段;磁铁矿动态抗压强度随浸水时间增加而减小,两者呈指数递减关系,而磁铁矿的动态抗压强度减少值先增大后减小,当浸水时间为14 d时,动态抗压强度减小值最大;随浸水时间增加,磁铁矿破碎程度增大,但浸水时间为14 d的整体破碎均匀度最佳;浸水磁铁矿能量演化过程分为弹性储能,能量转换,能量耗散3个阶段;增加动态载荷值可提高浸水时间14 d的磁铁矿能量利用率,在此浸水时间下磁铁矿能耗密度最大,表明开展磁铁矿浸水处理可以有效改善矿石破碎的不均匀度,减少二次破碎工作量,一定程度上降低爆破能耗。研究结果为富水矿体安全高效开采提供一定理论指导。

浸水作用下湿陷性黄土微观结构及分形特征研究

针对延安新区湿陷性黄土,开展浸水试验,利用扫描电子显微镜获得不同浸水时长的黄土微观结构图像。运用Image Pro Plus(IPP)图像处理软件提取黄土的微观结构参数,结合分形理论对黄土的微观结构进行定量分析。结果表明:在浸水过程中,土体宏观表现为湿陷性减弱。土体颗粒排列、形态分布呈规律性变化;孔隙面积概率分布指数和颗粒分形维数均出现减小趋势,颗粒圆形度先减小后增大,排列发生定向改变;浸水作用对黄土微观结构的影响具有时效性,初始阶段土体受黏土矿物软化、可溶盐流失的影响,天然结构在水体扰动下逐渐失稳;随浸水时间的增加,骨架结构产生破坏,颗粒发生偏转、滑移、重组;平衡阶段颗粒形成新的结构,排列密集化,大、中孔隙减少,土体结构逐渐稳定。研究从宏观、微观两个角度研究了浸水作用下的黄土结构特征,为湿陷性黄土地区的工程问题提供了试验基础和科学依据。

外福铁路库岸边坡浸水作用研究

以外福铁路水口水库左侧库岸边坡浸水作用的调查、试验、分析为例,揭示浸水作用对水库坍岸的主要影响及其给铁路工程带来的危害。为全面研究水库坍岸及灾害整治,提供预测、设计及施工依据。

浸水作用对煤岩抗拉强度及其破坏特征影响研究

煤体开采前后可能会受到不同程度水作用的影响,其力学性质将产生变化,进而影响煤体承载能力,关系到采矿安全。通过不同浸水时长煤样的巴西劈裂实验,研究了水对煤岩抗拉强度及其破坏特征的影响。试验结果表明:煤样含水率随浸水时长增加而不断增大,20d后含水率稳定在0.77%左右;浸水时长为5d的煤样抗拉强度较未浸水煤样增大了0.57MPa,浸水时长大于5d的煤样抗拉强度逐渐降低,最终趋于平稳;煤岩类孔隙比与抗拉强度呈负相关关系,相同类孔隙比的煤样抗拉强度随浸水时长增加而减小;煤样破坏后破裂线宽度及面积随浸水时长增加而减小。

浸水溶蚀作用下水工混凝土层间劈裂抗拉强度试验研究

长期触水的混凝土容易发生钙溶蚀问题,是影响水工结构耐久性的重要因素。文章通过室内试验的方式,研究了浸水溶蚀作用下水工混凝土层间劈裂抗拉强度。试验结果显示,水工混凝土层间劈裂抗拉强度随溶蚀时间呈现出近似线性减小的变化特点;当层面间隔时间<15 h时,层间劈裂抗拉强度的减小幅度较大,当间隔时间>15 h时,层间劈裂抗拉强度的减小幅度较小;凿毛和使用界面剂可以有效提升浸水溶蚀作用下水工混凝土层间劈裂抗拉强度。根据试验结果,建议在水工大体积混凝土施工过程中将层间间隔时间控制在15 h以内,并对界面进行凿毛处理和涂刷界面剂。

浸水浅埋黄土隧道复合地基受力性状试验研究

湿陷变形是黄土隧道建设与运维过程中一直面临的难题,其中复合基底在黄土隧道建造中发挥着关键作用,有效缓解了黄土隧道的湿陷变形问题。为了研究湿陷性黄土地层隧道复合基底承载力及其湿陷变形问题,通过室内大型模型试验,研究了复合基底浸水和未浸水工况下基底受力变形性状,结果表明:较天然基底,复合基底各测点应力响应深度有所增大,基本都在60 cm以内,但基底土体应力减小幅度较无桩工况有所减小;浸水能提高复合基地桩顶和桩间接触压力,但桩顶压力变化趋势相对较大;此外,浸水作用能降低加固区应力增量,下卧层应力增量有所增大。

蓝湿革酶助浸水的研究

采用NM、MS2种浸水酶对蓝湿革的回水过程进行了研究。试验中通过测定皮块增重率和增厚率、溶液pH值、脱铬量的变化及光学显微结构的分析,探讨了酶对蓝湿革浸水的影响。结果表明:酶助浸水可显著提高充水速率,NM酶主要作用于胶原分子链极性区域,由于极性基团的充水作用使皮块增厚;MS酶主要作用于胶原分子链的非极性区域,因纤维间隙的增大使皮块厚度增加。酶助浸水有一定的脱铬作用,胶原水解与脱铬量相关,胶原水解越重,脱铬量越大。

蓝湿革酶助浸水的研究(续)

采用NM、MS2种浸水酶对蓝湿革的回水过程进行了研究。试验中通过测定皮块增重率和增厚率、溶液pH值、脱铬量的变化及光学显微结构的分析,探讨了酶对蓝湿革浸水的影响。结果表明:酶助浸水可显著提高充水速率,NM酶主要作用于胶原分子链极性区域,由于极性基团的充水作用使皮块增厚;MS酶主要作用于胶原分子链的非极性区域,因纤维间隙的增大使皮块厚度增加。酶助浸水有一定的脱铬作用,胶原水解与脱铬量相关,胶原水解越重,脱铬量越大。

浸水湿陷黄土隧道加固地基受力与变形性状数值研究

为了研究湿陷性黄土地层隧道基底受力与变形性状及湿陷变形问题,依托室内大型物理模型,通过数值方法系统研究基底浸水和未浸水工况下基底受力和变形性状。结果表明:在基底加固前后,基底应力最大区域均位于墙脚,应力沿横向和纵向都有增大趋势;加固前后基底土体变形规律基本一致;桩体在黄土隧道复合地基中承担大部分荷载,桩土应力比为4~8;加固地基能有效控制浸水条件下衬砌结构的整体沉降。

土体极限平衡理论应用的特例

本文探讨在莫尔－库仑准则下，黄土的增湿极限平衡特征和增湿剪切破坏条件，通过试验表明黄土强度指标随含水量增大而降低．

动水作用下水泥混凝土桥面防水黏结层的水稳定性研究

为研究动水作用下水泥混凝土桥面防水黏结层的水稳定性,采用水敏感性测试仪模拟动水作用,对比分析了AMP-100二阶反应型桥面防水黏结剂(二阶反应型)、聚合物改性沥青基纤维增强型防水涂料(聚合物改性沥青型)和SBS热沥青共3种常用防水黏结层材料分别在干燥、真空浸水(长期作用)、动水(短期作用)、动水+浸水(短期+长期作用)和冻融等水损害条件作用下,对桥面防水黏结层拉拔和剪切强度造成的影响。结果表明:考虑短期+长期作用的水损害条件,对防水黏结层的力学性能削弱最大,对试件抗水损害要求最苛严,且其水作用方式最符合路面实际情况,故推荐该水损条件用于防水黏结层的水稳定性评价。对于二阶反应型,动水作用(第3.5 h)对力学强度的削弱约为真空浸泡作用的第45 h和第46 h;对于聚合物改性沥青,动水对力学强度的削弱约为真空浸泡第36 h和第27 h;对于SBS热沥青,动水对拉拔强度的削弱约为真空浸泡第30 h,剪切强度的削弱大于真空浸水;二阶反应型在未受到水损害作用时,其力学性能好于聚合物改性沥青型,然而在受到水损害条件作用后,其力学能力衰减较快,显著低于聚合物改性沥青。此外,SBS热沥青防水黏结层的力学性能差于二阶反应型和聚合物改性沥青。