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碎石颗粒形态特征及其与堆积特性的关系

岩土力学 2019年第12期40卷 4644-4651,4658页

作者：刘钢赵明志陆瑞罗强吕超西华大学土木建筑与环境学院四川成都610039 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室四川成都610031

颗粒形态对碎石集料宏观力学性质有显著影响,准确描述其形态特征是从微细观层面研究材料宏观力学行为的基础性工作。针对颗粒形状、棱角、纹理3个尺度的形态特征,探讨了基于颗粒几何尺寸的量化表征参数;分析了不同粒组碎石颗粒形态特征... 详细信息

颗粒形态对碎石集料宏观力学性质有显著影响,准确描述其形态特征是从微细观层面研究材料宏观力学行为的基础性工作。针对颗粒形状、棱角、纹理3个尺度的形态特征,探讨了基于颗粒几何尺寸的量化表征参数;分析了不同粒组碎石颗粒形态特征表征参数的分布规律;结合单粒组颗粒堆积试验,讨论了颗粒形态特征与堆积孔隙率的关系。有以下结论:(1)提出的以周长为核心表征的颗粒形态特征量化参数,对颗粒形态以及形状、棱角、纹理3个尺度形态特征具有较好甄选能力;(2)基于每个粒组1000个颗粒样本统计分析表明,描述颗粒形态及形状、棱角、纹理特征的参数均符合对数正态分布;(3)颗粒集合体的综合棱角、纹理指数与松堆和密堆条件下的孔隙率具有较好的映射关系,颗粒棱角与纹理是影响堆积孔隙率的主控因素。

关键词：碎石形态特征形状棱角纹理孔隙率

颗粒形状影响下碎石-桩界面侧摩阻力计算研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2022年第7期49卷 113-122页

作者：蒋冲丁鑫庞里陈陆杰中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 水能资源利用关键技术湖南省重点实验室湖南长沙410014

提出了一种颗粒形状影响下碎石地层中碎石-桩界面侧摩阻力计算方法,使用可描述应力应变硬化及软化的界面剪切函数计算单桩侧摩阻力;为探究碎石颗粒形状对界面剪切应力应变行为的影响,制备了八种碎石,使用图像处理的方法获得碎石的形状参... 详细信息

提出了一种颗粒形状影响下碎石地层中碎石-桩界面侧摩阻力计算方法,使用可描述应力应变硬化及软化的界面剪切函数计算单桩侧摩阻力;为探究碎石颗粒形状对界面剪切应力应变行为的影响,制备了八种碎石,使用图像处理的方法获得碎石的形状参数(长细比、凸度及球度);考虑三种形状参数的权重,提出了一种改进的颗粒整体规整度的计算方法;建立不规则碎石-桩界面剪切的离散元模型,探究了颗粒整体规整度与临界界面摩擦角、界面剪切临界状态之间的关系.结果表明:颗粒整体规整度与临界界面摩擦角之间存在很强的线性关系,且整体规整度只改变临界状态线的截距.在桩侧摩阻函数中考虑颗粒形状的影响,并求解碎石地层中竖向荷载下不同深度桩基础桩侧摩阻力.将室内试验结果与采用本文提出的考虑颗粒形状的桩侧摩阻计算方法获得结果进行对比,验证了本文所提出方法的适用性及准确性.

关键词：碎石颗粒形状临界状态线桩侧摩阻

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碎石锚固中压力拱形成与锚杆作用分析

煤炭学报 2021年第10期46卷 3139-3147页

作者：王晓卿康红普高富强娄金福李建忠杨磊中煤科工开采研究院有限公司北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 煤炭科学研究总院开采研究分院北京100013

碎石锚固试验被用于证实锚固破碎岩体中存在压力拱,但压力拱的概念较为抽象,难以理解和应用。为研究锚固破碎岩体中压力拱的形成机制与锚杆的作用,克服颗粒锚杆批量生成与预紧难题,利用三维颗粒流程序(PFC3D)开发碎石锚固试验的数值模... 详细信息

碎石锚固试验被用于证实锚固破碎岩体中存在压力拱,但压力拱的概念较为抽象,难以理解和应用。为研究锚固破碎岩体中压力拱的形成机制与锚杆的作用,克服颗粒锚杆批量生成与预紧难题,利用三维颗粒流程序(PFC3D)开发碎石锚固试验的数值模拟方法,开展系列碎石锚固数值试验,直观展示压力拱的形成,揭示压力拱的形成机制与成因,分析并验证锚杆在压力拱形成中的具体作用。在此基础上,提出极破碎岩体锚杆加固的建议。研究结果表明:①锚杆加固碎石体内会形成拱形承载结构压力拱,压力拱由碎石咬合而成,碎石体全部质量由压力拱承载,压力拱的稳定依靠拱下碎石支撑。②压力拱形成于碎石在锚杆作用下的自适应运动过程。移除碎石箱底板后,底部碎石向下运动,导致上部碎石重力向周边转移,在周边碎石形成拱腿,拱顶部位碎石在侧向约束作用下彼此咬合形成拱顶,最终以底托板为基础形成压力拱。③压力拱的形成和稳定需满足4个条件:强力的底部基础、足够的侧向约束、适当的碎石厚度和平衡的拱下碎石。④锚杆在压力拱形成和稳定中发挥侧向约束作用、支撑作用和护表作用。在成拱过程中,锚杆通过预紧提供侧向约束力,使碎石具有足以成拱的咬合能力。在压力拱形成后,锚杆通过对拱下碎石提供支撑和护表使其平衡,维护压力拱的稳定。锚杆预紧有助于增强侧向约束作用和支撑作用。⑤大范围极破碎岩体加固应围绕压力拱的形成,充分发挥锚杆的侧向约束、支撑和护表作用,包括提高锚杆预紧力、增大锚杆杆体粗糙度、减小锚杆间距、增大托盘尺寸等。

关键词：碎石锚固试验压力拱锚杆作用 PFC3D

球囊扩张技术在输尿管镜碎石术中处理困难输尿管的有效性和安全性

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中华泌尿外科杂志 2023年第2期44卷 109-114页

作者：姬超岳肖博胡卫国苏博兴刘宇保宋海峰张刚白文洁李建兴清华大学附属北京清华长庚医院泌尿外科北京102218

目的总结球囊扩张导管在输尿管镜碎石术中处理"困难输尿管"的初步临床应用经验,探讨该技术的有效性和安全性。方法回顾性分析2021年4月至2022年7月清华大学附属北京清华长庚医院收治的28例(30侧)上尿路结石患者的临床资料。男23例(82.1... 详细信息

目的总结球囊扩张导管在输尿管镜碎石术中处理"困难输尿管"的初步临床应用经验,探讨该技术的有效性和安全性。方法回顾性分析2021年4月至2022年7月清华大学附属北京清华长庚医院收治的28例(30侧)上尿路结石患者的临床资料。男23例(82.1%),女5例(17.9%)。年龄(51.5±13.6)岁。30侧结石中,左侧20侧(66.7%),右侧10侧(33.3%);肾盂或肾盏结石7侧(23.3%),输尿管上段结石17侧(56.7%),输尿管下段结石6侧(20.0%)。结石最大径(9.4±4.2)mm;23侧(76.7%)术前合并肾积水。30侧中,拟行输尿管硬镜碎石取石术8侧(26.7%),输尿管软镜碎石取石术22侧(73.3%)。术中遇到"困难输尿管",即输尿管管腔细小而一期上镜或上鞘困难,一期使用球囊导管进行扩张,其中球囊直径4 mm 22侧,5 mm 8侧。经F8输尿管硬镜的工作通道逆行置入球囊导管,并直视下对管腔细小部位进行扩张。单次扩张完毕后撤出球囊导管,输尿管硬镜上镜探查评估扩张效果并决定是否继续进行上镜或上鞘操作。记录手术方式、术中"困难输尿管"发生阶段、输尿管细小部位、输尿管扩张球囊导管使用相关信息、扩张后输尿管损伤分级、手术时间、术中输尿管扩张球囊导管相关不良事件、术后结石清除率、输尿管支架管拔除时间等。结果本研究30侧手术中,29侧(96.7%)于上镜阶段操作困难,1侧(3.3%)于软镜鞘置入阶段出现困难。共扩张输尿管细小部位37处,其中18处位于输尿管膀胱壁内段,10处位于输尿管下段,2处位于输尿管中段,7处位于输尿管上段。单个部位球囊扩张次数均为1次,单次扩张中位时间3(0.5,5.0)min,单次扩张中位最大压力1215.9(1215.9,1443.9)kPa[12.0(12.0,14.3)atm]。扩张后输尿管损伤Ⅰ级28处,Ⅱ级8处,Ⅲ级1处。单侧手术时间(73.4±30.3)min。球囊扩张后上镜或置鞘成功28侧(93.3%);失败2侧(6.7%),均为球囊扩张后仍上镜失败,留置输尿管支架管二期手术。术后第1天复查血红蛋白(134.1±12.9)g/L,与术前比较差异有统计学意义(P碎石术中处理"困难输尿管"具有良好的有效性和安全性。

关键词：输尿管输尿管镜术碎石困难输尿管球囊扩张

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碎石及纤维对细粒级尾砂充填体强度影响研究

矿业研究与开发 2022年第3期42卷 76-82页

作者：宋泽普裴佃飞寇云鹏朱庚杰李广波杨纪光林顺才山东黄金集团有限公司充填工程实验室山东莱州市261441 山东黄金集团有限公司山东济南250100 长沙矿山研究院有限责任公司湖南长沙410000

针对如何提高细粒级尾砂充填体强度的问题,探索添加不同破碎细度碎石、不同长度聚丙烯纤维对细粒级尾砂充填体强度的影响。结果表明:碎石添加有利于充填体强度的提高,碎石的级配、添加比例是关键因素,其中碎石尾砂质量比为1∶10时充填... 详细信息

针对如何提高细粒级尾砂充填体强度的问题,探索添加不同破碎细度碎石、不同长度聚丙烯纤维对细粒级尾砂充填体强度的影响。结果表明:碎石添加有利于充填体强度的提高,碎石的级配、添加比例是关键因素,其中碎石尾砂质量比为1∶10时充填体强度最优,3 d、7 d、14 d、28 d单轴抗压强度可分别提高47.5%、94.8%、90.6%、85.3%,对应充填料浆屈服应力降低47.86%,黏度降低25%;纤维的添加有利于提高充填体的单轴抗压强度、抗弯强度及剪切强度,添加量宜在0.2%~0.6%之间,且18 mm聚丙烯纤维对充填体强度及韧性的提高效果优于6 mm纤维,7 d充填体单轴抗压强度、抗弯强度、剪切强度能分别提高15.36%、24.91%、29.49%;添加纤维有利于提高充填体峰后残余强度,使充填体在承压时能保证更好的整体稳定性。研究结果为黄金矿山使用细粒级尾砂充填时优化充填体强度提供参考依据。

关键词：细粒级尾砂碎石纤维胶结充填体强度优化

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碎石和磷石膏联合胶结充填最佳配比及应用

中南大学学报（自然科学版） 2015年第10期46卷 3767-3773页

作者：王新民薛希龙张钦礼胡勇杨力中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 湖北三鑫金铜股份有限公司湖北黄石435100

针对四川汉源县石沟石膏矿充填骨料来源不足的情况,提出将该矿碎石和附近某磷化企业磷石膏作为充填骨料的联合胶结充填方案。分别分析粒度在10 mm和5 mm以下碎石和磷石膏的物理化学性质,验证碎石和磷石膏作为联合充填骨料的可行性。通... 详细信息

针对四川汉源县石沟石膏矿充填骨料来源不足的情况,提出将该矿碎石和附近某磷化企业磷石膏作为充填骨料的联合胶结充填方案。分别分析粒度在10 mm和5 mm以下碎石和磷石膏的物理化学性质,验证碎石和磷石膏作为联合充填骨料的可行性。通过充填配比试验,分析不同配比似膏体浆体的流动性能和充填体强度特性,得出矿山不同区域和不同时期的最佳充填配比。研究结果表明:充填体强度随似膏体浆体质量分数的增加而增加;往粒度在10 mm以下碎石骨料中加入磷石膏,充填体的单轴抗压强度显著提高;在碎石骨料中添加磷石膏可改善浆体的流动性,有利于减少水泥用量,节约成本;塌落度和扩散度可以很好地反映浆体的可泵性;推荐充填配比的浆体输送性能良好,可以实现泵送要求,充填体强度满足该矿无轨机械化生产的要求,充填泄水对环境几乎没有影响。

关键词：碎石磷石膏充填骨料强度特性流动性能

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碎石压碎值指标与分形维数的关系研究

北方建筑 2024年第2期9卷 32-36页

作者：张冷庆于洪强史振合冯博李政洋吉林省建筑科学研究设计院建材检测与节能分院吉林长春130011

本文研究了碎石多次压碎对压碎值指标的影响,并利用分形维数探讨了不同复压次数的碎石分形维数的变化规律,建立了分形维数与压碎值指标间的回归方程。结果表明,对于同一种类的碎石,随着压碎次数的增加,压碎值指标逐渐减小,分形维数也逐... 详细信息

本文研究了碎石多次压碎对压碎值指标的影响,并利用分形维数探讨了不同复压次数的碎石分形维数的变化规律,建立了分形维数与压碎值指标间的回归方程。结果表明,对于同一种类的碎石,随着压碎次数的增加,压碎值指标逐渐减小,分形维数也逐渐减小。对于同一母岩的碎石,其分形维数和压碎值指标有正相关性。

关键词：碎石压碎值指标分形维数压碎次数

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碎石磨光值试验方法存在的问题及对策

福建建材 2023年第7期 19-21页

作者：郑浩然福建省建筑科学研究院有限责任公司福建福州350108

磨光值试验是粗集料在道路工程应用中一项重要的检测参数,但规范中的试验步骤繁琐,可操作性不强,导致试件制作废品率大、试验结果易出现较大偏差。对磨光值试验过程中试件制作部分的难点、重点进行了分析,运用不同方法制作了多个试件,... 详细信息

磨光值试验是粗集料在道路工程应用中一项重要的检测参数,但规范中的试验步骤繁琐,可操作性不强,导致试件制作废品率大、试验结果易出现较大偏差。对磨光值试验过程中试件制作部分的难点、重点进行了分析,运用不同方法制作了多个试件,并统计了每种方法的制作难易程度及报废率,总结出了一种难度小、成品率高的试件制作方法。

关键词：碎石磨光值试件制作过程分析改进措施

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同轴电极固液界面放电的碎石模式

高电压技术 2016年第12期42卷 3753-3757页

作者：张大伟朱金龙刘旺胜李政沈阳理工大学自动化与电气工程学院沈阳110159 成都美创医疗科技股份有限公司成都610051

为了提高高压脉冲碎石效率,开展了同轴电极固液界面碎石实验研究。采用高电压脉冲放电原理,设计了同轴电极平面布置在固体介质表面,利用液体绝缘的高电压脉冲放电碎石实验装置,开展了不同液相绝缘介质中不同固相介质条件下的高电压脉冲... 详细信息

为了提高高压脉冲碎石效率,开展了同轴电极固液界面碎石实验研究。采用高电压脉冲放电原理,设计了同轴电极平面布置在固体介质表面,利用液体绝缘的高电压脉冲放电碎石实验装置,开展了不同液相绝缘介质中不同固相介质条件下的高电压脉冲碎石实验。经过对记录的电压电流波形进行比较分析,抽取了可能的区分不同放电模式的参数特征。结果表明:液体介质击穿时延比相应环境下固体介质击穿时延大,且击穿时延与液体介质的导电粒子含量负相关;液体介质击穿电阻变化系数比其环境下固体介质击穿电阻变化系数大至少一个数量级。根据分析得出击穿时延与击穿过程电阻变化系数可以作为判别放电模式的参数特征。

关键词：同轴电极固液界面高压脉冲电击穿碎石放电模式