北京地区细粒土微观特征及宏观力学性质研究

对从北京地区获取的10块代表性细粒土样品进行了X射线衍射分析（XRD）、扫描电镜（SEM）分析和常规土工试验,以对北京地区细粒土的微观特征及其对土体宏观力学性质的影响进行研究.结果表明：北京地区细粒土的主要矿物成分包括石英、长石、方解石和黏土矿物,其中,黏土矿物的主要组分为伊利石和伊蒙混层;北京地区细粒土土体结构疏松,颗粒矿物之间连接较弱导致较难形成骨架支撑,且粗颗粒矿物表面通常被细颗粒矿物包裹,细颗粒矿物的存在形式包括基质和团粒两种,在SEM观察中可通过组分和结构差异进行区分;北京地区细粒土的宏观力学性质受矿物组成和微观结构的联合控制,除了矿物颗粒本身性质对土体强度的影响之外,黏土矿物和粗颗粒矿物之间的结构配置对土体的抗压强度和抗剪强度也有重要影响.     

膨润土的改性实验及表征

为提高膨润土对低浓度瓦斯的吸附性能,用质量分数3%的硫酸溶液和正二十四烷通过化学浸渍法对膨润土原土进行改性实验。对硫酸改性膨润土、正二十四烷改性膨润土、膨润土原土进行N2的吸附、比表面积、孔容和孔径测试。通过改性前后数据对比可知,改性后膨润土的吸附量、比表面积、孔容相应的增大,且硫酸改性膨润土的性能优于正二十四烷改性膨润土。改性后膨润土对CH4的最大吸附量为5.36 mmol/g,比改性前增加了3.72 mmol/g,增量明显。     

基于分形理论的疏浚淤泥固化土孔隙结构定量化研究

在分析疏浚淤泥固化土试样累计进汞曲线及SEM照片的基础上,基于分形理论,求得疏浚淤泥固化土孔隙结构的分形维数,确定了分形维数与微观结构参数、宏观力学性质以及固化材料比例之间的关系.研究结果表明:疏浚淤泥固化土微观孔隙结构具有明显的分形特征,其分形维数在2.8~3.2.并且,疏浚淤泥固化土的分形维数与平均孔径、孔表面积、承载比、黏聚力、内摩擦角以及矿粉掺量之间均具有很好的相关性:分形维数越大,疏浚淤泥固化土的平均孔径越小,比表面积越大,压缩指数越小,承载比、黏聚力和内摩擦角越大;分形维数随着配比中矿粉掺量的增加逐渐增大.采用分形维数可很好地定量描述疏浚淤泥固化土孔隙结构特征及力学特性,也可为疏浚淤泥固化土宏微观特性分析及模型的建立提供数据支持.     

蒙脱石的内源柱撑及其对重金属的吸附性能研究

以市售膨润土为原料,采用先铝化再滴碱的方法制备了柱撑蒙脱石,并探讨了浆固含量、反应时间、pH值和反应温度等因素的影响。结果表明,蒙脱石柱撑后层间距可增大至1.905 nm。XRD、比表面积测试及对Hg2+、Pb2+等重金属吸附性能的分析表明,柱撑蒙脱石的层间距、BET比表面积和吸附性能等三大特性都优于传统柱撑土。     

刍议膨润土吸蓝量试验方法的改进

膨润土是1898年美国地质学者Knight在美国佐治亚州怀俄明发现的一种类似肥皂状以蒙脱石为主要成分的天然优质黏土,主要杂质矿物是石英、长石、高岭土、云母、沸石等。蒙脱石是一种含水的层状铝硅酸盐矿物,层间阳离子可与水溶液中呈一价的阳离子进行交换。根据蒙脱石层间阳离子的不同,主要分为钠基膨润土和钙基膨润土两大类及镁基和氢基膨润土。亚甲基蓝是一种极性分子,它在水溶液中产     

盐溶液对膨润土微观结构的影响

将蒸馏水和不同浓度的NaCl溶液浸泡过的膨润土试样进行氮分子吸附,测得试样在77 K温度下N_2等温吸附线,根据等温吸附数据采用BET法、BJH法和Neimark热力学方法分别测算出各试样的比表面积、孔隙体积和表面分维.计算结果表明,随着浸泡溶液浓度的增加,膨润土试样的孔隙体积逐渐减小,而比表面和表面分维呈先增大后减小的趋势.对比发现这是由于浓度不同,膨润土表面吸附的Na~+量不同所引起的.NaCl溶质浓度越高,膨润土吸附的Na~+量越大,在试样烘干后吸附在膨润土表面的Na~+堵塞了试样的孔隙引起孔隙体积的减小,但相比于高浓度的NaCl溶液,少量的Na~+分散于膨润土表面则会引起表面粗糙度的增加,导致在低浓度NaCl溶液中的比表面积和表面分维较大.     

我国各地膨润土的表面积研究

采用乙二醇吸附法考察了我国各地膨润土的表面积,讨论了膨润土表面积的矿床矿样间差异性,并对膨润土表面积与其他物化性质间的相关性进行了分析.研究结果表明,供试验膨润土样品间表面积有一定的差异,其中临安和夏子街精膨润土样品的表面积较大,红泉膨润土样品的表面积最低;膨润土样品表面积在矿床类型间和矿样间的差异没有明显的规律性;膨润土样品的内表面积介于316-544.6 m2/g之间,对膨润土样品总表面积的贡献很大.膨润土的内表面积与蒙脱石含量、阳离子交换容量呈正相关关系.图1,表2,参10.     

空气透气法测量纳米CaCO3的比表面积

目前对纳米材料比表面积的测定,多采用低温氮吸附法(简称BET法),准确度较高。但BET比表面积测量仪的价格昂贵,在测定比表面积时要用到N2、He等气体,且测量一个样品耗时1~2个小时,不适用于生产过程中中间物料的在线检测。文章主要介绍一种能快速测量比表面积进行在线检测方法——空气透气法测量纳米CaCO3的比表面。     

泥粉对聚羧酸减水剂水泥净浆流变性的影响

为探究泥粉和聚羧酸减水剂对水泥净浆流变性的影响,在掺入聚羧酸减水剂母液和两种复配助剂的基础上,分别外掺1%,2%,3%的高岭土型和蒙脱土型泥粉,并采用Bingham流变模型系统地研究泥粉掺量、种类和聚羧酸减水剂助剂对水泥净浆屈服应力及塑性粘度的影响规律.通过X射线(XRD)小角度衍射、总有机碳(TOC)、Zeta电位对宏观试验结果进行验证.结果表明:增大泥粉掺量可降低聚羧酸减水剂水泥净浆的流变性;高岭土型普通黏土对降低聚羧酸减水剂水泥净浆流变性的程度小于蒙脱土型膨润土;异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG类)保坍型助剂F1对水泥净浆流变性的促进作用大于异丁烯基聚氧乙烯醚(HPEG类)减水型助剂F2.     

面向材料老化的遗址土特性研究——以销阳城遗址为例

暴露在自然环境中的土遗址在降雨、风沙和温度变化的长期影响下，材料功能不断退化。以锁阳城遗址土为研究对象，测试遗址土物理、化学、热学和力学特性，为开展土遗址建筑材料老化机理研究提供基本参数。结果表明，不同方位城墙遗址土均为低液限黏土，矿物成分主要为石英、长石、云母、绿泥石、方解石和白云石，易溶盐主要为NaCl和CaSO₄。不同方位城墙土体颗粒及矿物组成造成物理力学性质差异。东城墙的可溶盐总量较大，矿物风化程度最大。西城墙土体的导热系数和热扩散系数最小，热劣化损伤程度最小。原生夯土比重塑试样的结构性更好，具有较高的抗压强度和抗剪强度。在土遗址夯筑砌补加固施工过程中，分层夯筑有利于提高结构稳定性。     

污泥灰改性黏土胀缩与开裂变形特性

针对垃圾填埋场衬垫系统受污染物侵蚀破坏现状及污水处理厂剩余污泥回收处理利用工程评价问题,分析污泥灰改性黏土在酸碱化学溶液作用下胀缩与开裂特性,室内模拟酸碱化学溶液污染工况,将纯黏土与污泥灰掺量为1%~5%的改性黏土受pH=5、6、8、9的酸碱化学溶液污染,通过界限含水率试验测定改性黏土的液限与塑限,分析试样的稠度界限;通过膨胀与收缩试验测定改性黏土的膨胀率与收缩率,分析试样的胀缩特性;通过开裂试验测定改性黏土的开裂特性.结果表明:改性黏土液限约为43.5%,而随着污泥灰掺量增大,塑限升高,塑性指数降低,经酸碱化学溶液污染后污泥灰掺量5%的试样液、塑限达到最大,为45.9%、22.8%;污泥灰掺量为5%时膨胀率最低,为5.66%,掺量为3%时,线收缩率最低,为2.14%;受酸碱化学溶液污染后改性黏土膨胀率降低12.7%~36.5%,而线收缩率升高33.8%~75.7%;4次干湿循环后,纯黏土试样的开裂因子较第一次干湿循环末期大80.71%,而污泥灰掺量为3%试样开裂因子仅较第一次干湿循环末期大43.47%.故建议采用3%污泥灰掺量的改性黏土作为填埋场衬垫材料.     

高速公路过湿粘土路基掺消石灰处理方法的研究

在总结分析现有过湿粘土路基处理方法的基础上,着重对掺消石灰法进行了研究,通过室内试验,考察了掺消石灰对湿粘土物理、力学性质的影响,进一步研究了不同掺灰率下过湿粘土的改良效果,揭示出改良效果并不是随着掺灰率的增加无限增长等特性,所得成果旨在高速公路过湿粘土路段的现场施工提供指导依据。     

粘土岩物理力学及工程特性研究综述

本文较为系统的梳理了国内外学者在粘土岩研究领域所取得的成果,主要包括粘土岩的矿物组成、粘土矿物的微观结构、历史成因及其物理力学性质等四个方面,其中对其物理力学性质的综述涵盖了粘土岩的结构、构造和颜色、粘土岩的密度及可塑性、粘土岩的强度特征、粘土岩的膨胀特性、粘土岩的水理性质和粘土岩的流变性能等六个子项。因近年来将粘土岩作为高放废物地质处置库的潜在围岩成为学术界研究的热点课题,本文还专门论述了国内外学者在该领域实施的开拓性工作。在此基础上,本文对部分研究成果进行了讨论,并提出了继续开展粘土岩区域性成因调查、多类型粘土岩物理力学性质对比研究和粘土岩作为地下工程构筑物潜在围岩的长期服役效能研究等三个前沿课题。     

干河矿2#煤层旺采区围岩的物理力学特性测试

为了满足干河煤矿旺采试验区采场煤巷布置和支护设计需求,并对地下水防治提出相关技术措施,利用现场取样、电镜扫描(SEM)、X射线衍射(XRD)、力学试验等方法,对采场围岩矿物成分和力学参数进行了相关测试。根据钻孔取芯统计结果,顶底板平均岩石质量指标低于30%,围岩完整性差。XRD分析表明,砂质泥岩含黏土矿物总量约19%,黏土矿物主要成分为I/S混层和高岭土,相对含量达85%以上。SEM试验发现,围岩含溶蚀孔、层片状特征及大量的黏土矿物分布,需要加强地下水防治。力学测试结果表明,顶板砂质泥岩抗压强度离散性较大,顶板岩性不均,需要根据围岩性质及时调整锚杆支护设计。     

压水堆安全壳喷淋系统PSA敏感性初步分析

介绍了2种核电领域常用的PSA敏感性分析方法———SSA分析方法和SBSA分析方法,并针对它们的优缺点,提出一种快速有效的PSA敏感性分析的混和方法。文章分别采用这3种不同的方法对大亚湾核电站安全壳喷淋系统(CSS)的PSA模型进行了敏感性分析;分析结果表明,混和方法很好地结合了SSA分析方法和SBSA分析方法的优点,能够快速有效地实现对PSA模型的敏感性分析。     

改性粘土对天然橡胶复合材料的结构和性能影响

采用机械共混原位插层法制备粘土/天然橡胶纳米复合材料.通过改变改性粘土的含量,采用扫描电镜SEM等各种手段表征了材料的微观结构,并测定其力学性能和热空气老化性能.结果表明,SEM分析得出,添加了改性粘土后,橡胶基体与改性粘土的结合更紧密;物理机械性能测试表明,粘土含量达10%时,复合材料的拉断强度、撕裂强度、300%定...     

Effective elastic moduli of polymer-layered silicate nanocomposites

Polymer-layered silicate (PLS) nanocomposites exhibit some mechanical properties that are much better than conventional polymer filled composites. A relatively low content of layered silicate yields a significant enhancement of material performance. After the volume fraction of clay reaches a relatively low “critical value”; however, further increasing does not show a greater stiffening effect. This phenomenon is contrary to previous micromechanical predictions and is not understood well. Based on the analysis on the microstructures of PLS nanocomposites, the present note provides an insight into the physical micromechanisms of the above unexpected phenomenon. The Mori-Tanaka scheme and a numerical method are employed to estimate the effective elastic moduli of such a composite.     

基于条带法沉降分析的路基压矿开采方法研究

针对“三下”压矿的开采问题,阐述了提高开采回采率的必要性和可行性。类比隧道巷道掘进应力分布特征,提出了简化的条带法和房柱法开采沉降计算公式;路基下压矿体因保守设计等原因造成资源浪费,建议当深厚比较大、辅以条带房柱法开采、矿层顶板力学性能较好时,可加大下压矿开采。淄博某粘土矿上存路基,压矿量大,采用条带法开采和垂直留设法设计,利用ABAQUS和FLAC3D论证方案的合理性,验证了沉降计算公式。     

Measurement of Specific Surface Area of Ceramisite Made from River Sediment

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｃｔｉｖａｔｅｄＣａｒｂｏｎｉｓｕｓｕａｌｌｙｕｓｅｄａｓａｄｓｏｒｂｅｎｔｉｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ.Ｉｔｉｓｈｉｇｈｌｙａｄｓｏｒｐｔｉｖｅａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅ .Ｂｕｔｔｈｅｈｉｇｈｐｒｉｃｅｒｅｓｔｒｉｃｔｓｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ .Ｃｅ ｒａｍｉｓｉｔｅｉｓａｍａｎ ｍａｄｅｌｉｇｈｔａｇｇｒｅｇａｔｅ.Ｉｔｓｇｏｏｄｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄｐｈｙｓｉｃａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄ…     

某填海造陆工程软基处理加固效果分析

介绍了某填海造陆工程预压法加固吹填淤泥与海相沉积淤泥软基处理效果检测方案,对加固前后淤泥的物理力学性质与强度进行了整理分析,结果表明:①软基处理加固前应充分考虑晾晒与自重固结作用对吹填淤泥固结性状的影响;②加固前吹填淤泥的物理力学性质明显差于海相沉积淤泥,加固后除十字板剪切强度远小于后者外,前者各项指标的改善程度均优于...