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淋溶时间对红黏土物理力学特性的影响

岩土力学 2022年第2期43卷 443-452页

作者：张文博柏巍孔令伟樊恒辉岳秀西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049

以湖北省鄂州市庙岭镇的红黏土为研究对象,以化学选择溶解法结合淋溶作用为处理手段,将原状土样中的游离氧化铁按梯度去除,获得连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠(DCB)溶液淋溶时间与除铁率的关系,并分析了不同淋溶时间对红黏土物理力学... 详细信息

以湖北省鄂州市庙岭镇的红黏土为研究对象,以化学选择溶解法结合淋溶作用为处理手段,将原状土样中的游离氧化铁按梯度去除,获得连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠(DCB)溶液淋溶时间与除铁率的关系,并分析了不同淋溶时间对红黏土物理力学特性及微观孔隙结构的影响。试验结果表明,DCB溶液淋溶时间与除铁率相关性较强,除铁率与时间呈先快速增长后逐渐稳定的关系。由于游离氧化铁在土颗粒间主要起胶结作用,故淋溶时间对红黏土的物理力学特性有较大影响。随着淋溶时间的增长,黏粒与胶粒含量逐渐增大,耐热性小幅提升,无侧限抗压强度显著减小,且无侧限抗压强度变化整体趋势为前期急剧降低至后期趋于平稳。核磁共振、差热分析和电镜扫描的结果表明,随着淋溶时间的增大,庙岭红黏土内部孔隙增大,自由水减少,结合水增多,微观形态上团粒结构遭到破坏,胶结物质明显减少,结构形式从紧凑的粒团堆叠结构逐渐转化为聚集体-松散颗粒状结构。

关键词：游离氧化铁红黏土除铁率物理力学特性淋溶作用

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脱袋转色期香菇菌棒物理力学特性研究

中国农机化学报 2023年第9期44卷 79-84,103页

作者：马士鑫宋卫东丁天航王明友吴耀东周德欢农业农村部南京农业机械化研究所南京市210014 江苏云马农机制造有限公司江苏盐城224100

以“沪香F2”脱袋转色期香菇菌棒为试验对象,对其物理力学特性进行研究。利用排沙法测定香菇菌棒的密度为0.64 g/cm^(3);利用斜面法测定菌棒—菌袋和菌棒—65Mn弹簧钢的动摩擦系数分别为0.485和0.584;利用电子万能试验机测定菌袋粘附强... 详细信息

以“沪香F2”脱袋转色期香菇菌棒为试验对象,对其物理力学特性进行研究。利用排沙法测定香菇菌棒的密度为0.64 g/cm^(3);利用斜面法测定菌棒—菌袋和菌棒—65Mn弹簧钢的动摩擦系数分别为0.485和0.584;利用电子万能试验机测定菌袋粘附强度和菌种撕脱力平均值分别为1.01 kPa和25.69 N;利用电子万能试验机对香菇菌棒进行径向压缩试验,并结合理论计算得出菌棒加载速度为10 mm/min时,菌棒径向抗压强度平均值为44.86 kPa,弹性模量和泊松比平均值分别为0.48 MPa和0.17。为香菇菌棒脱袋装备关键部件设计及作业参数的确定提供基础理论依据。

关键词：香菇菌棒物理力学特性粘附强度压缩特性农产品加工

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黏土改良铁尾矿砂物理力学特性试验研究

金属矿山 2023年第7期 198-203页

作者：汤劲松高进召石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 中冀建勘集团有限公司河北石家庄050227

为探究不同黏土掺量对铁尾矿砂物理力学特性的影响规律,以河北省赞皇县某尾矿库的铁尾矿砂为研究对象,借助外掺黏土的改良方法,通过击实试验、加州承载比试验与常规三轴试验,研究黏土掺量对改良铁尾矿砂物理力学特性的影响。结果表明:... 详细信息

为探究不同黏土掺量对铁尾矿砂物理力学特性的影响规律,以河北省赞皇县某尾矿库的铁尾矿砂为研究对象,借助外掺黏土的改良方法,通过击实试验、加州承载比试验与常规三轴试验,研究黏土掺量对改良铁尾矿砂物理力学特性的影响。结果表明:改良土的最大干密度随黏土掺量增加呈现出先增大后减小的规律性;铁尾矿砂中掺入黏土可有效提高其加州承载比强度;当黏土掺入量在恰巧充分填充铁尾矿砂孔隙临界点附近时,改良土更易压实,其强度与刚度指标综合表现最为优异。

关键词：铁尾矿砂黏土改良室内试验物理力学特性

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高温水冷玄武岩微观机理及物理力学特性分析

地下空间与工程学报 2023年第2期19卷 380-390页

作者：何童徐泽辉杜光钢刘磊昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093 昆明理工大学公共安全与应急管理学院昆明650093

为研究高温水冷对玄武岩物理力学特性的影响,对常温(25℃)和经历高温(100℃、300℃、450℃和600℃)水冷处理后的玄武岩试样开展物理测试试验、静态单轴压缩试验、X衍射及电镜扫描试验,分析了高温水冷后试样的微观损伤机理以及试样物理... 详细信息

为研究高温水冷对玄武岩物理力学特性的影响,对常温(25℃)和经历高温(100℃、300℃、450℃和600℃)水冷处理后的玄武岩试样开展物理测试试验、静态单轴压缩试验、X衍射及电镜扫描试验,分析了高温水冷后试样的微观损伤机理以及试样物理力学特性与温度的相关性。结果表明:高温水冷并未改变玄武岩主要的矿物成分,但对其相对含量有所影响;温度梯度越大,热冲击导致的内部裂纹越多,当温度升至600℃时,微观结构出现韧窝破裂形式;随着温度的升高,试样逐渐由灰绿色转变为红色,质量损失率不断增大,纵波波速不断减小,应力应变曲线逐渐变平缓,峰值强度和弹性模量则呈劣化趋势,且劣化程度逐渐加剧;在高温水冷与荷载耦合作用下,试样总损伤变量演化曲线随温度的升高逐渐变缓,表明试样逐渐由脆性转变为塑性。

关键词：玄武岩高温水冷微观损伤机理物理力学特性损伤演化

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新型透明黏土制配及其物理力学特性研究

岩土工程学报 2018年第12期40卷 2208-2214页

作者：孔纲强周杨刘汉龙王成青文磊河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400450

基于人工合成透明土材料和PIV技术的可视化模型试验方法是重要的岩土工程测试手段之一,然而,目前已有透明土材料中针对模拟天然黏土的材料仍相对较少。提出以Carbopol Ultrez10聚合物(简称U10)、NaOH粉末和纯净水为原材料,碳纳米材料掺... 详细信息

基于人工合成透明土材料和PIV技术的可视化模型试验方法是重要的岩土工程测试手段之一,然而,目前已有透明土材料中针对模拟天然黏土的材料仍相对较少。提出以Carbopol Ultrez10聚合物(简称U10)、NaOH粉末和纯净水为原材料,碳纳米材料掺入作为示踪粒子制成散斑场,制配一种新型透明黏土材料的技术方案与操作方法。基于调制传递函数(MTF)方法,对新型透明黏土材料的光学透明性进行量化分析,并与已有透明土材料的光学透明性进行对比分析,验证其优越性。基于微型十字板剪切试验、压缩固结试验、渗透试验及热传导试验等室内试验方法,对新型透明黏土材料的物理力学特性进行系统研究,探讨其模拟天然黏土的可行性。研究结果表明:新型透明黏土材料的光学透明厚度可达25~40cm,较目前已有常规透明土材料的光学透明厚度提高约2~3倍;新型材料表现为中低灵敏性黏土、强度随时间明显增加,强度、压缩固结特性与天然淤泥(尤其是海相淤泥)或泥炭土的性质相近,渗透系数为2×10^-7~7×10^-7cm/s,热传导系数为0.62~0.71W·M^-1·K^-1。

关键词：透明黏土 Carbopol Ultrez10 光学透明性室内试验物理力学特性

粉煤灰充填材料早龄期物理力学特性及其水化过程分析

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岩石力学与工程学报 2016年第4期35卷 826-836页

作者：杜明泽康天合尹博毋林林太原理工大学采矿工艺研究所山西太原030024

针对粉煤灰充填材料早期强度低、变形量大、流动性差、泌水严重等缺陷,基于电阻率法和力学特性测试法研究3种配比粉煤灰充填材料早龄期的体积电阻率、孔隙溶液电阻率、单轴抗压强度和弹性模量随时间的变化规律;结合充填材料初始孔隙度和... 详细信息

针对粉煤灰充填材料早期强度低、变形量大、流动性差、泌水严重等缺陷,基于电阻率法和力学特性测试法研究3种配比粉煤灰充填材料早龄期的体积电阻率、孔隙溶液电阻率、单轴抗压强度和弹性模量随时间的变化规律;结合充填材料初始孔隙度和1 d孔隙度的测试结果,对孔隙度随时间的变化规律作进一步分析。结果表明:(1)材料的体积电阻率随时间呈升高、降低、再升高的变化规律,孔隙溶液的电阻率随时间呈先急剧下降后趋于稳定的变化规律,但材料的电阻率变化在时间上和数值上受粉煤灰掺量的影响;(2)材料的单轴抗压强度和弹性模量随水化时间的延长而增大,随粉煤灰掺量的增加而降低;(3)材料的孔隙度随水化时间的延长呈负指数规律降低,随粉煤灰掺量的增加先降低后增加;(4)在水化后期,材料的单轴抗压强度和弹性模量与其体积电阻率呈对数相关;(5)材料早龄期的水化过程可分为吸附期、溶解期、凝结期和硬化期4个阶段。研究结果为进一步了解、改善粉煤灰充填材料早龄期的物理力学特性和实现材料特性的无损检测提供了一定的理论与应用参考。

关键词：采矿工程粉煤灰充填材料早龄期物理力学特性相关性水化过程

水化学作用对滑坡滑带土的物理力学特性影响试验研究

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岩土力学 2016年第10期37卷 2885-2892页

作者：汤文姚志宾李邵军孙钱程中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室辽宁沈阳110819 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

滑带是影响滑坡稳定的最关键内在因素之一。对原状土进行X射线衍射、压汞试验,获得了滑带土体的成分及其含量和孔隙结构参数,结果表明,滑带土成分以石英、拉长石、伊利石等为主,孔隙孔径以小孔和过渡孔居多;依据工程实例滑坡滑带土所处... 详细信息

滑带是影响滑坡稳定的最关键内在因素之一。对原状土进行X射线衍射、压汞试验,获得了滑带土体的成分及其含量和孔隙结构参数,结果表明,滑带土成分以石英、拉长石、伊利石等为主,孔隙孔径以小孔和过渡孔居多;依据工程实例滑坡滑带土所处的水化学环境,模拟不同水化条件,通过剪切试验、渗透试验和扫描电镜试验,获得不同化学条件的强度和渗透性参数及微细观结构特征,分析了滑带土在不同水化学条件下力学特性和渗透性变化规律。试验结果表明:相同p H条件下,较之蒸馏水,土样经化学溶液浸泡后峰值强度和残余强度变大,且残余强度的变化更明显;不同p H条件下,酸碱性溶液使得土的强度参数显著降低。该研究结果为水化学条件下滑坡滑带土力学特性变化、多场耦合理论模型分析提供了重要的基础数据。

关键词：滑坡滑带土水化学环境物理力学特性

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原生裂隙结构对煤岩物理力学特性影响分析

煤炭科学技术 2020年第5期48卷 25-34页

作者：莫云龙李宏艳孙中学李磊王健达煤炭科学技术研究院有限公司矿山安全技术研究分院北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000

为量化分析煤岩原生裂隙结构对其物理力学特性的影响,以不同冲击倾向性矿井煤样为研究对象,采用工业CT扫描和三维重构技术,提出了以长度因子、宽度因子、面积因子、体积因子、倾角因子和分形因子来量化描述煤岩原生裂隙结构的三维特征,... 详细信息

为量化分析煤岩原生裂隙结构对其物理力学特性的影响,以不同冲击倾向性矿井煤样为研究对象,采用工业CT扫描和三维重构技术,提出了以长度因子、宽度因子、面积因子、体积因子、倾角因子和分形因子来量化描述煤岩原生裂隙结构的三维特征,并且依据样本相关性分析原理和偏最小二乘回归分析原理,对原生裂隙结构几何特征与物理力学特性之间关联的进行了回归分析。研究发现:不同物理力学特性的煤岩介质,原生裂隙结构特征差异明显,发育程度与其冲击倾向性成反比;除泊松比,煤岩物理力学特性与原生裂隙结构特征的几何因子存在显著的相关性;不同的几何因子对物理力学特性的影响能力以及各个物理力学特性受几何因子的影响程度均不同。

关键词：原生裂隙物理力学特性三维重构几何特征相关性分析

基于颗粒形状和粒径微生物固化砂的物理力学特性研究

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基于颗粒形状和粒径微生物固化砂的物理力学特性研究

作者：梁隽灵广州大学

学位级别：硕士

微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbial Induced Calcium carbonate Precipitation,简称MICP)技术是一种贴合中国绿色环保生态发展的地基处理方法,通过诱导生成碳酸钙沉淀使松散的砂土胶结为一个整体,有效增强土体强度,可以有效的改善固化后... 详细信息

微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbial Induced Calcium carbonate Precipitation,简称MICP)技术是一种贴合中国绿色环保生态发展的地基处理方法,通过诱导生成碳酸钙沉淀使松散的砂土胶结为一个整体,有效增强土体强度,可以有效的改善固化后土体的力学特性,拥有良好的应用前景。但是,MICP技术在实际工程应用中存在砂土均匀性较差,破坏时表现为明显脆性等问题。为了更好的发挥微生物加固砂土的优势,提出了利用砂土本身特性,如砂土颗粒形状和颗粒粒径优势这一方法,探寻微生物加固砂土最优的砂颗粒形状和砂颗粒粒径。现阶段的研究多是对于微生物加固过程中的环境,菌液浓度等的研究,在颗粒粒径和颗粒形状方面影响该方法的研究仍处于空白阶段。本文为研究颗粒形状和颗粒粒径对微生物加固砂的物理力学特性的影响,采用了巴氏芽孢杆菌对所选用砂进行加固,其中选用了钙质砂、硅砂和玻璃珠三种材料,并筛分得到粒径范围为0.15mm-0.28mm、0.28mm-0.75mm、0.4mm-0.9mm、0.9mm-2mm的工况,进行了不同轮数的灌浆加固。通过光学显微镜(Optical Microscope,OM)和电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)在微观结构上进行初步观察结构特征,最终结合碳酸钙含量和吸水率试验得出的两个物理特性指标和无侧限抗压强度(UCS)及动应变、动孔压及动强度四个力学特性指标,对不同颗粒形状和不同颗粒粒径下MICP加固砂土的动力特性进行综合分析,为后续工程实际应用提供理论和试验依据。本文的主要研究结论如下:(1)细微观试验表明:玻璃珠呈现圆形,整体咬合力与内摩擦力低于硅砂和钙质砂。而随着钙质砂颗粒粒径的增大,钙质砂颗粒间的碳酸钙的胶结作用逐渐减弱,碳酸钙仅仅附着于砂颗粒的表面而并不能有效的将砂颗粒连接起来。(2)碳酸钙含量试验表明:颗粒形状为圆形时,不利于细菌在颗粒表面附着,导致试样碳酸钙晶体含量较低。随着试样中砂颗粒平均粒径的增大,试样的碳酸钙含量呈现显著下降的趋势,整体表现为砂土颗粒级配在易液化带范围内时,能产生较高的碳酸钙含量。(3)吸水率试验表明:颗粒形状为圆形时,增大了颗粒间空隙,使得试样吸水率增大。随着钙质砂颗粒粒径的增大,试样的吸水率也逐渐升高,呈现递增的趋势。(4)无侧限抗压强度试验表明:无侧限抗压强度随颗粒形状的形状参数指标RS的增大和钙质砂颗粒粒径的增大而降低。颗粒形状和颗粒粒径使得试样中碳酸钙含量的降低,从而直接导致试样的干密度和无侧限抗压强度的降低和吸水率的增加,从而降低加固效果。(5)单向振动三轴试验表明:不同颗粒形状的试样,经过MICP加固的试样其动强度随颗粒形状参数的增大而降低,颗粒形状越靠近圆形,MICP加固效果越差。不同颗粒粒径的试样,经过MICP加固的动强度随颗粒粒径的增大而降低,钙质砂颗粒粒径越大,MICP加固效果越差。较大的颗粒尺寸使得微生物加固过程中试样孔隙过大,细菌和胶结液无法很好地滞留在试样内部,生成的碳酸钙沉淀过少,颗粒间的胶结作用较弱,最终导致砂土抵抗动荷载的能力减弱。

关键词：微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP) 颗粒粒径颗粒形状物理力学特性动力特性微观结构