间断级配散粒土侵蚀过程及强度演变机理研究

旨在探究相同应力条件下不同密实度间断级配散粒土管涌侵蚀机理及其侵蚀后强度变化特性,制备干密度为1.80,1.84,1.88 g/cm^(3)的3种土体试样,通过管涌三轴试验深入地探讨了干密度对其破坏临界水力梯度、累计涌砂量、体积变化量及侵蚀后强度变化的影响规律。研究表明:试样破坏临界水力梯度随其干密度增大而增大,且利用Terzaghi公式(F1)、毛昶熙公式(F2)及水利水电科学研究院公式(F3)对其渗流临界水力梯度进行分析,发现在该应力环境下各公式计算结果与试验结果均较接近(优劣度为F2>F3>F1)。试样累计涌砂量与体积变化量均与其干密度呈负相关性变化趋势,其涌砂速率随管涌侵蚀不断发展而逐渐衰减;土的强度受干密度与侵蚀率二者影响,表现为侵蚀后土体强度折减程度随侵蚀进行而逐渐增加,随干密度增大而减小。

间断级配土CFD-DEM内部渗蚀机理分析

渗蚀会导致土体内部颗粒流失,改变土体内部应力的分布。为了探究间断级配土内部随着细颗粒流失内部力链演化过程,利用CFD-DEM(流体力学-离散元方法)模拟了在0.1N的压力下(模拟近表层土体),在i=5、8、11水力梯度作用下颗粒流失过程,在恒定水力梯度i=8作用下0.1、5、10N作用力的作用下颗粒流失过程。结果表明在0.1N作用下,随着水力梯度的增加颗粒渗蚀速率越来越大,但是最终渗蚀量越来越小;在恒定水力梯度i=8作用下随着压力的增加,颗粒渗蚀速率越来越慢;土体内部渗蚀过程基本分为四个阶段;土体内部渗蚀后内部力链分布以粗颗粒-粗颗粒接触为主,文中通过CFD-DEM方法研究了土体内部渗蚀过程中微观机理,为后续渗蚀理论研究提供了基础。

硅藻土改性沥青在间断级配中的应用研究

为拓宽硅藻土改性沥青的应用范围,制备3.0%、6.0%、9.0%、12.0%、15.0%质量分数的硅藻土改性沥青,通过沥青胶结料常规性能试验确定了硅藻土的最佳掺量;以间断级配为载体,通过外掺法在硅藻土改性沥青混合料中添加外掺剂,基于正交试验得到了硅藻土改性沥青混合料的成型工艺,并开展路用性能检测。研究结果表明:硅藻土掺量为9.0%时,可使针入度、软化点、10℃延度等综合性能最优;硅藻土改性沥青混合料的最佳成型工艺为油石比6.0%,外掺剂掺量为1.0‰,成型温度为180℃,焖料的时间为30分钟,稳定性提升7.3%,黏结性能提升23.5%。

考虑间断级配的破碎矸石压实和再破碎研究

级配结构是影响破碎矸石压实和再破碎特征的重要因素,而级配矸石的压实和再破碎特征直接决定了采空区充填质量和效果。首先,采用分级加载方式对连续级配和间断级配的破碎矸石进行侧限单轴压缩试验;基于试验结果,研究轴向应力和级配共同影响下的压实变形参数、再破碎参数的变化规律,分析再破碎后颗粒的粒径分布和分形特征。然后,以级配压实-破碎—分形演化为研究路线,建立分别表征压实和分形特征的压实度增量与分形维数之间的关系式,以及分别表征压实和再破碎特征的应变与分形维数增量之间的关系式,并论证关系式中参数的物理意义,探讨级配矸石压实和再破碎过程之间的内在关系。研究结果表明:根据压缩模量变化规律及其不同阶段的压实变形机理,可将不同级配破碎矸石压实阶段划分为快速压实、缓慢压实和稳定压实3个阶段,颗粒再破碎后的粒径分布特征表明颗粒的再破碎主要发生在缓慢压实阶段;本文提出的关系式较好地描述了级配破碎矸石的压实—再破碎全过程,可反映不同级配矸石在压实和再破碎过程中的稳定性,可为采空区精准充填及其预防提供理论依据。

间断级配吹填珊瑚砂剪切和颗粒破碎特性

岛礁地基通过水力吹填的方式建造而成。吹填地层中常存在大小颗粒共存的间断级配状态,颗粒级配的间断条件对吹填珊瑚砂的力学特性有显著影响。针对吹填珊瑚砂开展不同有效围压、相对密实度和含砾量的三轴排水剪切试验,探究静力荷载作用下间断级配珊瑚砂砾混合料的强度与变形特性,并分析珊瑚砂砾混合料颗粒破碎的演化规律。结果表明:试样的应力—应变关系曲线受到围压和密实度的显著影响,珊瑚砂砾混合料的峰值摩擦角和峰值剪胀角均随有效围压的增大而减小,随密实度的增大而增大;同一有效围压水平下,随着含砾量的增加,密实程度不同的珊瑚砂砾混合料强度表现出不同的增长规律,这可能与珊瑚砂砾混合料中粗细骨料接触状态和组成比例有关。另外,还研究了剪切过程中不同含砾量条件下珊瑚砂砾混合料的塑性功与相对破碎指数的关联性,建立了相对破碎指数Br与塑性功Wp的相关函数。

长纤维增韧间断级配沥青混凝土的疲劳性能研究

路面工程中,添加纤维增强沥青混合料性能是一个很有前景的研究领域,玄武岩纤维或聚酯纤维不仅可以作为新沥青混合料的增强材料,也能用于路面养护工程中罩面层施工,以延缓路面的反射裂缝。近年来的研究发现,聚酯纤维的加入可以改善沥青混合料的抗车辙性能和抗裂性能。然而,对其疲劳的响应还没有相关的研究。本研究中,对添加玄武岩纤维和聚酯纤维的间断级配沥青混合料性能进行试验论证,并与未添加纤维的沥青混合料进行比对。结果表明,纤维的加入改善了沥青混合料的抗水损害性能和抗车辙性能。此外,疲劳试验也证明了,添加两种类型的长纤维可以大大提高沥青混合料在同等温度下抗疲劳开裂的耐久性,从而延长沥青混合料的使用寿命。添加聚酯纤维的混合料在较低温度下表现出较好的疲劳性能,而玄武岩纤维在较高温度下表现出更好的响应。

间断级配纤维微表处性能及指标研究

为研究纤维种类、级配类型对微表处抗车辙及抗裂性能的影响情况,选用2种纤维、3种级配进行试验研究。在不同搭配情况下,利用汉堡车辙仪分别进行空气浴和水浴条件下的车辙试验,确定荷载作用6 000次后的车辙深度作为微表处抗车辙性能评价指标,指出蠕变速率评价指标的不足;并基于抗裂性能试验,提出疲劳断裂寿命指标。研究结果表明:随着荷载作用次数的增加,不同类型微表处抗车辙性能均会明显下降,在水浴情况下尤为显著,其中MS-3型聚丙烯纤维微表处最为典型,但其抗裂效果最优;间断级配纤维微表处也能满足规范要求,甚至更优,建议2种纤维的质量分数为0.10%。

间断级配砂土中管线破损引起的渗流侵蚀模型试验

频发的路面塌陷事故对城市安全造成了巨大威胁,主要原因是地下管线破损引起周围土体的渗流侵蚀,进而产生了地下空洞所致。针对目前常见的地下无压管线破损问题,提出了一种研究间断级配砂土中破损管线周围渗流侵蚀特性的模型试验方法。基于试验中的水土流失变化和受侵蚀区域的发展规律,揭示了间断级配砂土中侵蚀过程可分为快速侵蚀阶段、稳定侵蚀阶段和收敛阶段,土体中由于侵蚀变形产生的松动区和空洞扩展规律与砂土流失变化一致。对比不同工况的侵蚀量和最终侵蚀状态,得到了土体饱和度和水位高度通过影响渗流力而改变侵蚀量和空洞形态,土体级配则决定了可流失细砂含量,从而影响侵蚀量和空洞大小,而当管线破损形状只导致细粒流失时,破损尺寸的增加将增多流失路径数量,进而增大了侵蚀量,但此因素影响较小。

间断级配纤维微表处路用性能

为探讨间断级配对微表处性能的影响,通过湿轮磨耗、轮辙变形试验对比研究欧盟（EU）、俄亥俄州（OH）2种间断级配微表处路用性能与纤维掺量、油石比的关系；通过构造深度、渗水试验对比分析MS-3型连续级配与EU、OH间断级配微表处抗滑性能、防水性能的差异.结果表明：相同条件下,EU型微表处的抗车辙性能优于OH型,而耐磨耗性、抗水损害性能恰好相反；与连续级配相比,间断级配微表处路用性能同样满足规范要求,且EU型抗滑性能相对较优,OH型封水效果更好；间断级配纤维微表处路用性能优劣取决于纤维掺量及油石比,二者分别为0.10%-0.25%、7.0%-8.0%时路用性能最佳.

对间断级配混凝土的理论探讨

本文在分析间断级配方式的优缺点的基础上，提出了弥补其缺陷的一些具体措施，从而探索发挥其在混凝土集料配制中的独特优势的可能性。

间断级配粗粒土压实特性试验研究

岩土工程中常遇到级配不连续的粗粒土,这类间断级配粗粒土的压实特性尚不清楚。通过开展室内压实试验,探究了影响间断级配粗粒土压实特性的主要因素。试验发现,间断级配与连续级配料相比,缺少d30以下的粒径不利于压实,缺少中间粒径反而可能有利于压实。其干密度随基准级配分形维数D的增加而增大,并且D=2.5~2.7时压实性最好;随细料含量的增加先增后减,而最优细料含量与粗、细料单独堆积密度以及粗细颗粒堆积过程中的相互干扰程度有关。据此建立了间断级配粗粒土压实干密度的预测模型,通过少量压实试验即可得获得干密度与细料含量的关系曲线,从而得到最优细料含量和满足干密度要求的细料含量区间,可以较大程度上减少试验工作量。

间断级配橡胶沥青混合料设计与性能分析

橡胶沥青混合料是指采用橡胶沥青作为结合料与集料加热拌和而得到的一种沥青混合料。该文首先阐述了橡胶沥青混合料设计的主要问题是选择何种级配来适应粘度大且包含着大量橡胶颗粒的橡胶沥青结合料。接着分析了各种级配对橡胶沥青的适应性,并采用马歇尔试验方法完成了间断级配橡胶沥青混合料的设计。最后对其路用性能进行了测试分析。

间断级配沥青混合料组成设计的探讨

文章对混凝土和沥青碎石的特点及性能进行分析,指出以间断级配组成的沥青混合料具有热稳定性和耐久性的优点。根据粒子干涉理论,提出间断级配沥青混合料的设计方法,即以连续级配主骨料间隙率确定细粒沥青混凝土作为"基本材料"的含量,然后再增加一定量的细粒沥青混凝土以提高混合料的和易性。最后指出由该设计方法得到的沥青混合料在实际中存在的问题及相应的解决方法。

间断级配机制砂对混凝土拌合物性能的影响研究

针对机制砂级配不良的特点,试验对不同间断级配机制砂对新拌混凝土坍落度、泌水率、振动离析率等性能的影响规律进行研究。结果表明,随着机制砂间断颗粒粒径增大,机制砂平均粒径减小,混凝土坍落度、泌水率和振动离析率均随之减小;强度等级越高,机制砂级配变化对混凝土泌水率影响越小;间断级配机制砂颗粒级配在合理范围波动时,也可配制出和易性良好的混凝土。

间断级配工艺制备气化水煤浆试验研究

为提高褐煤成浆浓度,以褐煤和精煤为原料,采用间断级配制浆工艺,分别对2个单种煤样和配煤进行成浆性试验,研究不同混煤方法对制浆浓度、黏度、流动性的影响,并确定最佳混配制浆方案。结果表明,褐煤具有高水分、高挥发分、低热值、反应活性好、制浆浓度低的特点;精煤具有低水分、高热值、反应活性差、制浆浓度高等特点。褐煤、精煤单种煤的最高成浆浓度分别为51.89%、73.75%。褐煤与精煤以质量比6∶4均匀混配,粗细粉配比为7∶3,添加剂用量为0.3%(干基/干粉)条件下,制取的水煤浆最高浓度为61.24%,表观黏度为1 298 mPa·s,流动性目测为B级,浆体流动摊开面积为192 cm^2时,且浆体流动性、稳定性都较好,满足水煤浆气化设计要求。

间断级配橡胶沥青混合料施工技术探讨

阐述了橡胶沥青混合料原材料的相应技术指标,采用标准马歇尔法设计了混合料,对橡胶沥青混合料施工提出了关键技术要求,指出AR-AC-13橡胶沥青混合料具有良好的铺面泌水性和抗滑效果,满足设计要求。

间断级配—沥青混凝土路面发展新动向

对混凝土和沥青碎石的特点及性能进行分析,指出以间断级配组成的沥青混合料具有热稳定性、耐久性以及路面表面功能优良等优点,提出间断级配是一种理想的沥青混合料级配方式,它的出现和应用是我国沥青混凝土路面发展的新方向。

间断级配碎石铺筑路面垫层的配合比设计的试验分析

文章以祥龙线沥青路面大修工程为例,通过实验分析,确定了该工程间断级配碎石铺筑垫层的配合比设计方案,介绍了间断级配碎石水泥路面铺筑施工工艺要求,并通过弯沉检测,验证了该工程配合比设计的合理性。

基于间断级配骨料的高体积稳定性混凝土的配制

基于优化的间断级配骨料,分别研究了间断级配粗骨料、间断级配细骨料和砂率对于混凝土干燥收缩和线膨胀系数的影响,确定了高体积稳定性混凝土的骨料方案。结果表明:5~10mm与20~25mm比例为4:6下配制的混凝土干缩率最小。细骨料粒径为0.16~0.32mm、0.63~1.25mm和2.5~5mm以4:3:3的比例配制的混凝土干缩率和线膨胀系数最小。砂率小于45%时,混凝土的干缩率和线膨胀系数较小。

间断级配橡胶沥青混合料的性能研究

采用矿料主骨料空隙体积填充法对沥青混合料间断级配进行了设计,并采用橡胶沥青拌制了间断级配橡胶沥青混合料。通过室内试验分别测定了间断级配和密级配混合料的动稳定度、冻融劈裂强度比、残留稳定度比和低温破坏应变,对间断级配橡胶沥青混合料的路用性能进行了分析;通过四点加载试验对混合料的疲劳性能进行了试验,对间断级配橡胶沥青混合料的疲劳性能进行了分析。研究结果表明:设计的间断级配沥青混合料具有更好的低温性能和抗疲劳性能,且高温性能和水稳定性能也优于密级配混合料。