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聚氨酯增韧环氧树脂改性沥青研究进展

应用化工 2024年

作者：孙银磊周凡莉李松丁雪松余川云南大学建筑与规划学院

概述了环氧树脂改性沥青所存在的主要问题，并通过对聚氨酯增韧环氧树脂机理和性能进行归纳分析，提出了聚氨酯/环氧树脂复合改性沥青的可行性建议。系统阐释了聚氨酯/环氧树脂复合改性剂在改善沥青混合料水稳定性、低温抗裂性及抗冲击... 详细信息

概述了环氧树脂改性沥青所存在的主要问题，并通过对聚氨酯增韧环氧树脂机理和性能进行归纳分析，提出了聚氨酯/环氧树脂复合改性沥青的可行性建议。系统阐释了聚氨酯/环氧树脂复合改性剂在改善沥青混合料水稳定性、低温抗裂性及抗冲击韧性等方面的优势，以期提高环氧沥青路面的耐久性和使用寿命。最后，对聚氨酯/环氧树脂复合改性沥青的发展趋势进行了展望。

关键词：聚氨酯环氧树脂改性沥青微观机理力学性能

后缘拉张裂缝对土坡稳定性评价的影响研究进展

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土木与环境工程学报（中英文） 2024年第4期46卷 39-49页

作者：汤连生郑邓衡王玉玺孙银磊中山大学地球科学与工程学院南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广东珠海519082

探索后缘拉张裂缝对土坡稳定性评价的影响有助于边坡稳定性理论的完善。从后缘拉张裂缝对土坡失稳模式及稳定性的影响两方面进行回溯总结,为建立边坡拉剪耦合破坏稳定评价体系及为崩塌、阶梯状滑坡等失稳模式的判别提供理论依据;通过室... 详细信息

探索后缘拉张裂缝对土坡稳定性评价的影响有助于边坡稳定性理论的完善。从后缘拉张裂缝对土坡失稳模式及稳定性的影响两方面进行回溯总结,为建立边坡拉剪耦合破坏稳定评价体系及为崩塌、阶梯状滑坡等失稳模式的判别提供理论依据;通过室内模型试验对其影响机理进行初探,发现土坡坡高、坡角及力学参数等因素会直接影响其后缘拉张裂缝起张位置、产状、深度,从而对土坡稳定性产生重大影响,最后对目前关于土坡稳定性评价及后缘拉张裂缝研究存在的主要问题进行总结与评述。

关键词：土坡边坡稳定稳定性评价拉张裂缝失稳模式

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硫酸钙晶须改性沥青研究现状与趋势

应用化工 2024年第3期53卷 667-672页

作者：余川张若兰秦绍明邹远航孙银磊云南大学建筑与规划学院云南昆明650500

重点介绍硫酸钙晶须物化特性及对沥青的改性机理,梳理硫酸钙晶须表面改性、制备工艺及性能方面的研究成果,提出硫酸钙晶须改性沥青存在的问题和未来研究方向,指出未来应重点关注硫酸钙晶须制备工艺、与复合材料增柔增韧研究。最后通过... 详细信息

重点介绍硫酸钙晶须物化特性及对沥青的改性机理,梳理硫酸钙晶须表面改性、制备工艺及性能方面的研究成果,提出硫酸钙晶须改性沥青存在的问题和未来研究方向,指出未来应重点关注硫酸钙晶须制备工艺、与复合材料增柔增韧研究。最后通过分析磷石膏制备硫酸钙晶须改性沥青的应用优势,对推动磷固废的高附加值利用具有广阔的应用前景。

关键词：硫酸钙晶须机理分析改性沥青沥青混合料性能评价

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干湿过程中花岗岩残积土抗拉强度变化研究

岩土力学 2022年第7期43卷 1749-1760页

作者：汤连生王昊孙银磊刘其鑫中山大学地球科学与工程学院广东珠海519082 中山大学南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082 中山大学广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广东珠海519082

利用自制的土体直拉强度测试仪,研究了重塑花岗岩残积土在不同含水率下、增湿过程和干燥过程中抗拉强度的变化规律,并从胶结力和湿吸力的角度讨论了抗拉强度变化规律的微观机制。结果表明:不同含水率条件下抗拉强度随含水率增加呈现先... 详细信息

利用自制的土体直拉强度测试仪,研究了重塑花岗岩残积土在不同含水率下、增湿过程和干燥过程中抗拉强度的变化规律,并从胶结力和湿吸力的角度讨论了抗拉强度变化规律的微观机制。结果表明:不同含水率条件下抗拉强度随含水率增加呈现先增后减,峰值两侧呈较好的指数规律;增湿过程中抗拉强度随含水率增加呈先增后减趋势,峰值两侧为一次函数规律;干燥过程中抗拉强度随含水率降低出现指数增加阶段、平稳阶段和小幅降低阶段3个阶段,其抗拉强度峰值为不同含水率条件下抗拉强度的4倍。花岗岩残积土在不同含水率和增湿过程中的抗拉强度的变化主要受湿吸力控制,而干燥过程中抗拉强度变化的同时受湿吸力和胶结力的控制,且胶结力对抗拉强度的贡献超过70%。土体的干燥开裂过程对应干燥过程中抗拉强度变化的几个阶段,干燥时湿吸力是土体内部拉应力的来源,这说明湿吸力既是抗拉强度的贡献者,同时也是抗拉强度的破坏者。该研究结果从另一种角度解释了土体抗拉强度的形成来源及其变化的主控因素。

关键词：抗拉强度花岗岩残积土干湿过程湿吸力胶结力干燥开裂

胶结物对花岗岩残积土力学性能的影响试验研究

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土木与环境工程学报(中英文) 2023年

作者：汤连生贺云帆孙银磊许瀚升中山大学地球科学与工程学院云南大学建筑与规划学院

胶结物对花岗岩残积土的力学性质有着重要的影响。以高岭石粉、蒙脱石粉、伊利石粉以及红黏土粉代替花岗岩残积土细粒制作重塑土样，分别开展抗压、抗剪、抗拉以及崩解试验，研究不同胶结剂对土体力学强度的影响。结果表明：经过高岭土... 详细信息

胶结物对花岗岩残积土的力学性质有着重要的影响。以高岭石粉、蒙脱石粉、伊利石粉以及红黏土粉代替花岗岩残积土细粒制作重塑土样，分别开展抗压、抗剪、抗拉以及崩解试验，研究不同胶结剂对土体力学强度的影响。结果表明：经过高岭土处理的土体颗粒团聚体增多，团聚体之间形成了强度较高的骨架结构，但骨架间大量孔隙的存在为水的侵入提供了通道，导致土体的吸水性增强。受益于蒙脱石的遇水膨胀特性，其处理后的土体表面孔隙较少、结构密实，且膨胀体提供了高强度的胶结能力，使得土体的各种力学特征得到明显改善。伊利石处理的土样各种力学强度都较低，但是土体表面却看起来比较密实，从土体表面分散的颗粒来看，伊利石粉更多的是作为细粒材料去填充大颗粒之间的孔隙，而不是作为强度较高的胶结物存在土体颗粒之间。经过物理击实，颗粒之间由于受到压缩造成了颗粒的咬合作用增强；同时经过长时间的水化反应，胶结物在颗粒表面形成了桥状胶结，在物理和化学的共同作用下，土体的力学强度得到了大幅度提高。胶结物的种类会对力学性能产生极大影响，一方面取决于胶结物自身特性，例如蒙脱石的遇水膨胀特性，另一方面取决于胶结物对于土体的结合作用，土样的抗压、抗剪、抗拉及抗崩解能力受胶结物与土样的结合方式所控制。

关键词：胶结物花岗岩残积土力学强度微观结构

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改良花岗岩残积土崩解特性试验研究

中国公路学报 2022年第10期35卷 75-87页

作者：汤连生许瀚升刘其鑫孙银磊吴月琴中山大学地球科学与工程学院广东珠海519082 广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广东珠海519082 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082

在华南地区循环湿热多雨气候的影响下,花岗岩残积土遇水极易崩解,诱发崩岗等地质灾害,对道路、桥梁等工程造成极大影响,因此常利用水泥、石灰和高岭土等固化剂对花岗岩残积土进行改良。为了进一步研究干湿循环条件下改良花岗岩残积土的... 详细信息

在华南地区循环湿热多雨气候的影响下,花岗岩残积土遇水极易崩解,诱发崩岗等地质灾害,对道路、桥梁等工程造成极大影响,因此常利用水泥、石灰和高岭土等固化剂对花岗岩残积土进行改良。为了进一步研究干湿循环条件下改良花岗岩残积土的崩解特性,采用自行设计的干湿循环崩解测试仪,开展华南地区干湿循环环境下改良花岗岩残积土的崩解试验,结合X射线衍射试验以及扫描电镜试验,研究固化剂对花岗岩残积土抗崩解性的改良效果,分析改良花岗岩残积土崩解机理。结果表明:干湿循环条件下,改良花岗岩残积土土样崩解过程可以分为4个阶段,即表层吸水剥落阶段、饱水软化阶段、饱和稳定阶段和完全解体阶段;干湿循环作用显著增大改良土崩解速率,部分试样崩解速率可达到原来的2~3倍,添加固化剂能有效增强花岗岩残积土的抗崩解性,完全崩解时长增加到素土的2~6倍;基于绿化角度,掺入高岭土对花岗岩残积土进行改良较为合适;素土以及改良土崩解过程中,土样黏土矿物(例如高岭石)含量减少,显著降低土样胶结作用,促进土样崩解的发生;花岗岩残积土内部孔隙大小分布不均匀的结构特征,使土样在崩解过程中产生吸力不平衡现象,较小的孔隙先被水填入,压缩土样孔隙内的空气,产生应力集中现象,这是土样崩解发生的内在驱动力。研究结果揭示了花岗岩残积土崩解机制,可为实际工程中对花岗岩残积土进行改良提供一定的参考。

关键词：道路工程崩解干湿循环试验花岗岩残积土微观结构矿物成分

后缘拉张裂缝对土坡稳定性评价的影响研究进展

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土木与环境工程学报(中英文) 2022年

作者：汤连生郑邓衡王玉玺孙银磊中山大学地球科学与工程学院南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室

探索后缘拉张裂缝对土坡稳定性评价的影响有助于边坡稳定性理论的完善，主要从后缘拉张裂缝对土坡失稳模式及稳定性的影响两方面进行回溯总结，为建立边坡拉剪耦合破坏稳定评价体系及崩塌、阶梯状滑坡等失稳模式的判别提供理论依据；并... 详细信息

探索后缘拉张裂缝对土坡稳定性评价的影响有助于边坡稳定性理论的完善，主要从后缘拉张裂缝对土坡失稳模式及稳定性的影响两方面进行回溯总结，为建立边坡拉剪耦合破坏稳定评价体系及崩塌、阶梯状滑坡等失稳模式的判别提供理论依据；并从室内模型试验结果对其影响机理进行初探，发现土坡坡高、坡角及力学参数等因素的不同会直接影响其后缘拉张裂缝起张位置、产状、深度，从而会对土坡稳定性产生重大影响，最后对目前关于土坡稳定性评价及后缘拉张裂缝研究存在的主要问题进行总结与评述。

关键词：土坡边坡稳定稳定性评价拉张裂缝失稳模式

改良花岗岩残积土进失水能力及接触角试验研究

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水文地质工程地质 2022年第4期49卷 144-156页

作者：汤连生刘其鑫孙银磊许瀚升中山大学地球科学与工程学院广东珠海519082 广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广东珠海519082 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082

花岗岩残积土的进失水能力与其软化崩解的特殊力学特性息息相关,现有的改良土研究都着重于土体宏观力学与微观结构的变化,忽视了固化剂对土颗粒表面性质的影响。为了探索固化剂改良后的花岗岩残积土进失水能力及三相接触角的变化规律,... 详细信息

花岗岩残积土的进失水能力与其软化崩解的特殊力学特性息息相关,现有的改良土研究都着重于土体宏观力学与微观结构的变化,忽视了固化剂对土颗粒表面性质的影响。为了探索固化剂改良后的花岗岩残积土进失水能力及三相接触角的变化规律,开展了水滴入渗试验、接触角测量试验、进水试验和失水试验,并结合扫描电镜和红外光谱方法,定性及定量分析了花岗岩残积土在不同固化剂作用下微观结构和化学成分的变化规律对花岗岩残积土进失水能力的影响机制。结果表明:(1)不同含量的改良剂能不同程度地影响花岗岩残积土表层斥水性能;随着固化剂掺量的提高,土体的表面斥水性增强,三相接触角变大,进失水能力减弱;固化剂改良土体的效果依次为石灰、水泥、高岭土,且改良土体的进失水能力变化与土体表面斥水性和三相接触角的变化有明显的相关性。(2)改良花岗岩残积土进失水能力的变化由土体内部结构的改变以及表面性质的改变共同导致。(3)水泥和石灰主要依靠离子的交换团聚作用、土壤固化剂对土颗粒的包裹作用、硬凝反应以及碳酸化作用减弱土颗粒外部的双电层及其表面自由能,使土体斥水性和初始接触角变大;而高岭土主要依靠自身对水分子的吸附作用,对土体的斥水性和接触角影响不大。结果可为固化剂改变土体表面性质导致的接触角变化规律提供一定科学依据,也为不同渗透需求的实际工程选取改良剂提供一定参考。

关键词：花岗岩残积土进失水能力微观结构接触角固化机理

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花岗岩红土游离氧化铁对其胶结特性影响的试验研究

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工业建筑 2023年第5期53卷 137-143页

作者：汤连生王玉玺孙银磊中山大学地球科学与工程学院广东珠海519082 广州理工学院建筑工程学院广州510540 广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室(中山大学) 广东珠海519082

花岗岩红土是华南地区广泛分布的一种区域性特殊土,游离氧化铁是影响其胶结特性的重要因素,研究游离氧化铁含量变化对土胶结强度的影响具有重要意义。以广州典型的花岗岩红土为研究对象,采用盐酸淋溶方法去除胶结物,对淋溶前后的土样分... 详细信息

花岗岩红土是华南地区广泛分布的一种区域性特殊土,游离氧化铁是影响其胶结特性的重要因素,研究游离氧化铁含量变化对土胶结强度的影响具有重要意义。以广州典型的花岗岩红土为研究对象,采用盐酸淋溶方法去除胶结物,对淋溶前后的土样分别进行直剪试验及含量分析,在此基础上探讨去胶结前后土强度的变化规律。研究表明:随着游离氧化铁含量的降低,土体的抗剪强度呈下降趋势,通过对胶结强度与游离氧化铁含量进行回归分析,其结果具有明显的二项式特征。胶结强度与含水量呈负相关性,与胶结物含量具有正相关性,以含水量和游离氧化铁含量为自变量,胶结强度为因变量,通过二元回归分析,建立的胶结强度算式,能较好地反映土胶结强度水平,具有一定应用价值。

关键词：花岗岩红土游离氧化铁胶结强度回归分析