透明胶结土材料强度特性的试验研究

基于透明土的可视化物理模型试验技术在岩土工程力学机制与变形破坏研究中发挥着越来越重要的作用,制备透明度高、物理力学性质稳定、适用于模拟不同岩土体的透明土是该技术发展的基础。针对当前一般黏土和软岩的透明土相似材料较为缺乏的问题,配制了一种适用于模拟一般黏土和软岩的透明胶结土。该透明胶结土以熔融石英砂为土骨架,以纳米级疏水性气相二氧化硅粉为黏结剂,以正十二烷和15#白油的混合矿物油为孔隙液,通过调整黏结剂的含量或占比、土骨架的粒径或级配可获得折射率相近且具有不同强度特征的透明胶结土材料。根据不同黏结剂含量和土骨架级配等影响因素设计了11组对照试验,并通过三轴剪切试验测试了其强度特征及其变化规律。结果表明:(1)透明胶结土的抗剪强度随石英砂的粒径和级配、二氧化硅粉的含量和占比等因素的改变而发生复杂变化,但整体而言提高二氧化硅粉的占比或降低石英砂的级配优良度可使得透明胶结土的抗剪强度降低;(2)通过调整土骨架和黏结剂的配比可制得黏聚力范围为5~65k Pa、内摩擦角为25°~44°的透明胶结土,可为天然黏土和软岩的透明土物理模型试验中相似材料的选取和配制提供依据。

乳液型有机硅消泡剂的研究与制备

先以疏水性气相二氧化硅、二甲基硅油制成硅膏,然后加入自制的聚醚改性硅油和Span-80、Tween-80等乳化剂,采用高剪切乳化方式进行乳化,制得高效乳液型有机硅消泡剂。研究了各主要成分的含量对消泡剂性能的影响,得到的最佳配方为:硅膏、聚醚改性硅油、HLB值8.2的复配乳化剂和羧甲基纤维素钠的质量分数分别为16.00%、8.00%、5.33%、0.89%。制备的有机硅消泡剂的稳定性及消泡抑泡性能较好。