沥青胶浆中矿粉沉降的影响因素及沉降检验

针对沥青胶浆中矿粉的沉淀问题,设计胶浆沉淀试验,测试胶浆密度及不同温度下的粘度,采用密度差量百分数,分析试验条件、胶浆材料组成对矿粉沉淀的影响,并对胶浆性能测试方法的适用性进行评价。结果表明：沥青胶浆在室温下冷凝,矿粉沉降对胶浆均匀性的影响并不显著,室温下成型试件的已有胶浆性能测试方法仍然适用;随着沥青胶浆温度上升,胶浆粘度急剧下降,矿粉沉降速率加快;随粉胶比增大,沉降差异性缩小;对于基质沥青,标号越高,矿粉沉降量越大,改性沥青密度差量百分数值均小于基质沥青,其均匀性好于基质沥青胶浆。     

沿江堤路新老路基裂缝扩展微观机理

针对堤防路基改扩建工程中新老路基不均匀沉降和拼接处沥青层断裂等实际工程难题,通过建立新老路基结合处离散元模型,进行拓宽路基变形不协调和路面沥青层裂缝模拟,从细观角度分析了交通荷载、不同加载部位下新老路基拼接处不均匀沉降,以及各因素作用下路面沥青纵向裂缝的形成机理,并探讨了沥青层的变形破坏模式及平行黏结的断裂程度.结果表明:该离散元模型可以很好地模拟实际新老路基拼接处不均匀沉降;在交通荷载和沉降速度相同的情况下,加载部位置于新老路基交界处时,沥青路面纵向裂缝发展得更明显;在路基沉降速度和荷载作用部位相同的情况下,荷载越大,路面竖向沉降越大,沥青路面纵向裂缝发展得更明显.该离散元数值模拟研究成果为非刚性基层沥青路面的微观力学行为研究提供了一种辅助手段,弥补了室内试验可视化的不足,丰富了路基变形协调和沥青路面裂缝研究.     

SMA抽提回收方法实验研究

文章总结了国内外提出的沥青混合料抽提及沥青回收方法,分析目前普遍使用的离心抽提试验及阿布森回收试验的不足.针对SMA混合料的特点,设计不同的对比试验,验证了SMA混合料抽提回收过程中,矿粉、三氯乙烯及纤维等关键因素的影响程度,并提出相应的解决方案与改进措施,以便准确评定SMA混合料的级配、油石比状况及混合料中的沥青性状;为进行正确的SMA配合比设计、分析SMA沥青路面的破坏原因及路用性能衰变规律以及SMA混合料的再生利用提供数据基础.     

离心力场下饱和软粘土自重固结理论的适用性条件研究

为提高土工离心模型试验结果的可靠性,在对离心模型试验装置改造的基础上,以不同离心加速度场中的饱和软粘土为研究对象,对其在不同排水条件、不同厚度下的试验结果进行分析,并与解析法和数值法的计算结果进行对比,以分析离心力场对试验结果的影响程度.研究表明,离心机模拟软粘土的固结沉降主要分为土层快速固结和土层缓慢固结,其中快速固结对总沉降量的影响主要受离心加速度大小的影响;离心加速度越大,试验结果偏离理论计算结果越大;加速度在48—71g范围内,软粘土模型厚度过大,试验结果偏离理论计算值亦有一定程度增加;离心模型试验可以对饱和软粘土的双面排水固结进行定性分析.     

黑果腺肋花楸果酒澄清处理及稳定性研究

根据黑果腺肋花楸果酒内溶物沉降特点,利用离心沉降及自然沉降力学推导出两者沉降时间的关系,建立离心-自然沉降数学模型.利用这一模型测算出黑果腺肋花楸果酒稳定性发生变化的时间,并通过试验得出澄清处理的最佳工艺.结果表明:明胶、蛋清、壳聚糖都能够在一定程度上对黑果腺肋花楸果酒进行澄清;通过建立沉降数学模型,得出自然沉降总时间与离心加速沉降时间及离心角速度之间的关系式;通过此模型进一步推算出经澄清剂处理后黑果腺肋花楸果酒保持酒体稳定的时间.综合考虑确定最佳工艺:明胶作为澄清剂最为适宜,使用量为0.4%,酒体稳定性保持时间约为1 a,比原酒的稳定性提高近10倍.     

沥青混合料在重复荷载作用下的黏弹性变形

为了研究沥青混合料在不同温度、不同应力下黏弹性变形响应,提出了基于三轴重复荷载试验评价沥青混合料抗车辙能力的方法,并对沥青路面车辙发展规律进行了分析。采用半正弦波荷载来模拟路面实际车辆荷载,基于黏弹性五单元八参数模型,推导了能够适用于三轴重复荷载试验的力学模型。结合三轴重复荷载试验的试验结果,利用Origin 8.5软件,对三轴重复荷载试验数据进行拟合,得到了相应的黏弹性参数。对比计算流动数和实测流动数,分析沥青混合料黏弹性变形特性。研究结果表明,温度越高、应力越大,混合料黏弹性变形越大,流变性越小;重复荷载作用下沥青混合料永久变形黏弹性力学模型参数拟合相关系数达到95%以上,表明该模型可以有效地反映沥青混合料黏弹性变形特性。     

基于改进S-VECD模型的沥青胶浆疲劳寿命预估

为了分析沥青结合料和填料体积分数对沥青胶浆疲劳特性的影响,研究沥青胶浆应力-应变、材料完整性系数与强度损伤演化关系,计算沥青胶浆的疲劳作用次数,采用石灰石磨细矿粉、SK90和KL70基质沥青,分别制备4种不同填料体积分数的沥青胶浆。基于黏弹性连续损伤理论和疲劳破坏准则,建立了线性振幅扫描(LAS)试验沥青胶浆疲劳寿命预估模型(S-VECD),利用有限测试结果,预测在给定的加载历史中材料的损伤演化及疲劳寿命。同时,对沥青胶浆进行温度-频率扫描,根据时间-温度叠加原理和CAM模型,建立动态剪切模量主曲线,计算双对数坐标轴下频率-模量主曲线斜率和移位因子,作为疲劳寿命预估模型的输入参数。研究结果表明:填料的加入使沥青胶浆LAS应力-应变曲线峰值宽度减小,胶浆的应变依赖性增加;沥青胶浆的最大允许应变随填料体积分数增大呈现先增加后减小的趋势,且存在最佳体积分数;随着填料体积分数的增加,强度损伤参数S与材料完整性系数C~*曲线斜率的绝对值增大,材料破坏速度加快;在相同的温度和测试频率下,随着填料体积分数的增加,沥青胶浆的疲劳寿命减小;在相同的填料体积分数下,基质沥青的疲劳寿命越大,其对应的沥青胶浆疲劳寿命也越大;沥青与填料之间相互作用系数越大,沥青胶浆疲劳性能越好。     

基于黄土蠕变试验的高填方地基沉降的数值模拟

为了全面研究高填方地基的工后沉降规律,通过一维固结蠕变试验,研究了黄土的蠕变效应,分析了含水量及压实度对黄土蠕变的影响。选取不同的模型来拟合黄土的应变与时间关系;并且运用FLAC 3D计算了黄土高填方的沉降变形。结果表明:初始荷载越大,黄土蠕变稳定的时间越长; Burgers模型能很好地反映试验曲线各级荷载的变形和时间的关系,适合作为压实黄土土体蠕变变形的模型;高填方的沉降稳定期约为3～4年,工后沉降主要集中在填筑完成后的1年;而且填筑体高度越大,工后沉降稳定期越长。     

基于黄土蠕变试验的高填方地基沉降的数值模拟研究

为了全面研究高填方地基的工后沉降规律,本文通过一维固结蠕变试验,研究了黄土的蠕变效应,分析了含水量及压实度对黄土蠕变的影响,选取不同的模型来拟合黄土的应变与时间关系,并且运用FLAC 3D计算了黄土高填方的沉降变形。结果表明：初始荷载越大,黄土蠕变稳定的时间越长;Burgers模型能很好地反映试验曲线各级荷载的变形和时间的关系,适合作为压实黄土土体蠕变变形的模型;高填方的沉降稳定期约为3~4年,工后沉降主要集中在填筑完成后的1年,而且填筑体高度越大,工后沉降稳定期越长。     

心墙沥青混凝土压实PFC模拟细观参数反演

为了从细观角度研究沥青混凝土心墙坝料的压实机理,构建了包含粗骨料、沥青砂浆和空隙三相的离散元模型;基于支持向量机模型(SVM)和自适应差分算法(ADE)给出了沥青混凝土心墙颗粒流PFC模型细观参数的反演方法;通过不同温度、不同压力下的多组室内静压试验,对前述建立模型与方法进行了验证。结果表明:基于SVM建立的回归模型可以较好地反映输入样本(待反演参数)与输出样本(模拟沉降量)的对应关系;采用反演的细观参数进行PFC模拟沉降量,其结果与物理试验沉降量匹配较好。反演所得细观参数可为进一步研究沥青混凝土心墙压实质量细观机理提供条件。     

电离作用下黏性细颗粒泥沙絮凝沉降数值模拟

基于分形理论构建泥沙颗粒的絮凝沉降模型,从三维角度动态模拟絮团在布朗运动、颗粒静电力和重力作用下的发育、沉降过程.研究结果表明:絮团形态与泥沙颗粒的表面电荷量有关,电荷量越大,絮团形态越开放;不同带电量泥沙颗粒的絮凝速度与沉降速度具有差异性,表面电荷量越大絮凝沉降速度越缓慢;泥沙颗粒的带电量对絮团平均粒径分布有显著影响,不同带电量下絮团达到最大直径所需时间不同.研究成果进一步揭示了天然河流中黏性细颗粒泥沙絮凝现象的内在机理.     

热再生沥青混合料有效再生率的影响分析

为以宏观的角度量化分析热再生过程中老化沥青的转移程度,试验定义了有效再生率,并基于正交试验及MATLAB分析了不同因素对有效再生率的影响。试验沥青用量以沥青膜厚度为指标,利用磁铁矿易分离的特性,将拌合后的磁铁矿集料与RAP(室内模拟制备)分离并抽提、筛分,根据公式计算有效再生率,研究各因素对有效再生率的影响。试验结果表明：预热温度、拌合时间、沥青膜厚度的适当提高对有效再生率有一定的促进作用;预热温度过高会导致有效再生率的下降;正交试验及MATLAB分析得出,不同因素对有效再生率的影响程度排序为沥青膜厚度>拌合时间 >RAP预热温度;试验以有效再生率的角度为优化热再生混合料的再生工艺提供了理论依据。     

磁化处理的全尾砂料浆沉降参数优化模型

为了提高全尾砂料浆的脱水浓缩效果,将磁化处理技术引入到全尾砂料浆脱水浓缩中,并建立GA-SVM模型优选全尾砂料浆的沉降参数。建立支持向量机(SVM)沉降参数优化模型,以磁感应强度、磁化处理时间、料浆流速、料浆浓度、絮凝剂单耗为输入因子,沉降速度为综合输出因子,通过正交试验建立样本数据对SVM模型进行训练与检验,采用遗传算法(GA)对SVM模型参数进行优化,进而得到磁化全尾砂料浆沉降参数的GA-SVM优化模型。将GA-SVM模型运用到某铁矿磁化全尾砂料浆沉降参数优化中,得到的最佳沉降参数为磁感应强度0.192T、磁化处理时间1.85min、料浆速度1.92m/s、PAC单耗28g/t,沉降速度可达约155cm/h。研究表明:适宜的磁化处理条件可提高全尾砂料浆的脱水浓缩效果,节约30.0%~42.5%PAC用量,GA-SVM模型对全尾砂料浆沉降参数预测结果相对误差在5%以内、预测精度高,为全尾砂料浆脱水浓缩及其参数优选提供了一种新思路。     

温度和酸碱度对铝土矿矿泥的沉降影响

为研究铝土矿尾矿泥浆沉降的影响因素与影响机制,以平果铝土矿矿泥为例,在不同温度(15、30、45、60℃)和不同pH的环境下进行自由沉降试验,对矿泥沉降过程中上清液的高度及不同时刻的沉降速度进行分析,结果表明：15～60℃的温度范围内,浓度7%的矿泥温度每提升10℃可使匀速沉降阶段的沉降速度提高0.385 mm/min, 10%矿泥温度每提升10℃可使匀速沉降阶段的沉降速度提高0.132 mm/min; pH对矿泥沉降速度和沉降时间均有影响,在pH为4.7～8范围,pH低于7.6时,随着pH的升高沉降速度不断提高,pH为7.1～7.6时沉降速率较快,最快为7.27 mm/min, pH高于7.6时,沉降速度有降低的趋势。研究成果为改进矿泥浆的沉淀工艺提供了试验与理论依据,为其他矿泥浆的沉降研究提供了借鉴。     

考虑矿粉相互作用的沥青胶浆细观预测模型

为了更好地表征沥青基材料细观力学模型中各组分相互作用,基于Ju和Chen提出的双球形颗粒相互作用近似解答,采用径向分布相关函数Y(g)表征颗粒间相互作用,应用黏弹性对应原理和Prony级数的黏弹性参数转换,建立了考虑矿粉相互作用的沥青胶浆细观力学模型(J-C模型),应用该模型对不同矿粉体积分数下沥青胶浆的动态剪切模量主曲线进行预测,并通过试验对预测值进行了验证。结果表明,矿粉体积分数为10%~40%时,预测值与试验值较为吻合。随着矿粉体积分数的继续增加,矿粉相互作用增强,Y(g)值随之增大,与其他2种细观力学模型(M-T模型和C-L模型)的预测值比较,M-T模型的预测值偏低,C-L模型的预测值介于J-C模型Y(g)值为1/12~1/8的预测值之间,并且J-C模型的预测值可通过Y(g)值进行有效控制,以适用于不同条件下沥青胶浆及其他沥青基材料的黏弹性能预测。     

城市固体废弃物沉降模型研究现状及其进展

城市固体废弃物（MSW）的沉降问题是卫生填埋法处理城市垃圾中的重点问题之一,现场监测和室内试验是建立合理计算模型的首要前提．但是,无论是现场试验还是室内试验,试验设备和技术方法还不成熟,有待进一步规范化．在室内外试验的基础上,各国学者相继提出了以传统土力学理论为基础的沉降计算模型、各种经验模型、漉变模型、专门描述生物降解沉降计算模型以及综合模型．对上述沉降计算模型的提出背景及应用条件进行了简要评述．MSW特殊形成过程使其组成具有复杂性、多样性以及地域相关性等特点,造成现有模型存在一个共同问题,即模型参数的敏感性问题,这也是现有模型无法推广应用的重要原因之一．因此,沉降模型研究的重点问题之一就是模型参数随着时间、空间、应力以及生物降解、垃圾组成等因素的变化规律．考虑MSW的物理、化学、生物及力学特性建立综合的MSW沉降计算模型是今后研究的热点和难点．     

煤层气有杆泵井排采煤粉产出规律表征与分析

为探索煤层气有杆泵井排采煤粉产出的实际沉降速度和临界排液量,建立了有杆泵井井筒煤粉运移动态实验平台,模拟了不同煤粉粒度、不同排液速度井筒煤粉动态运移规律。结合球形颗粒沉降末速理论公式,建立了有杆泵井排采不同煤粉粒度实际沉降速度和临界排液量计算模型。研究表明,实际有杆泵排采实际沉降速度和临界排液量与井液密度、井筒内流体流态、煤粉粒径、煤粉密度及井筒流体流速有关,且随着煤粉粒度的减小实际沉降速度和临界排液量降低,并计算出不同煤粉粒度的排采临界排液量。有杆泵井排采时实际沉降速度和临界排液量可为现场防煤粉控制、排采设备优化等方案设计提供依据。     

滑溜水压裂支撑剂在水平井筒内沉降规律研究

为了研究支撑剂在水平井水平段内沉降规律,自主设计了实验装置及实验方法,分别研究了水平井直径、排量、砂比、压裂液黏度等参数对临界沉降速度和临界再悬浮速度的影响。实验结果表明:支撑剂的临界沉降速度和临界再悬浮速度随着砂比、水平井直径的增大而增大,随着压裂液黏度的增大而减小;临界速度受水平井筒直径、压裂液黏度影响较大,受砂比影响较小;在相同条件下,临界再悬浮速度比临界沉降速度大。基于实验数据,通过多元非线性拟合,建立了临界速度计算模型,该模型考虑了支撑剂、压裂液、水平井直径、砂比等影响因素,能较准确预测临界沉降速度和临界再悬浮速度。     

重复荷载作用下沥青混合料的永久变形

对Burgers模型中串联粘壶进行了改进,并将改进模型看成是由三单元Van Der Poel模型与改进粘壶串联组成.采用半正弦波间歇荷载模拟路面受到的车辆荷载,推导了重复荷载作用下沥青混合料永久变形的力学模型.进行了三轴重复荷载永久变形试验,验证了模型的准确性,研究了永久变形的变化规律.试验结果表明:该模型能够全面反映重复荷载作用下沥青混合料三阶段永久变形特性;温度越高、应力越大,混合料的永久变形越大,流变数越小.而残余粘弹性变形随着荷载作用次数趋向于定值,其占永久变形的比例逐渐减小;应力越大、温度越高、间歇时间越短,残余粘弹性应变定值越大.随着荷载间歇时间的增长,残余粘弹性应变占永久应变的比例先迅速衰减,而后逐渐变缓;温度越高、荷载越大,应该设计更长的荷载间歇时间以便粘弹性变形的恢复.     

水平井压裂临界沉降速度的计算

水平并压裂时临界沉降速度一般是根据实验相关式来确定，而实验相关式都没有考虑钻井曲率半径对临界沉降速度的影响．本文根据支撑剂的沉降规律和已有的实验相关规律，提出了计算临界沉降速度的新公式，不仅考虑了支撑剂、压裂液的性质及管道尺寸，而且考虑了由车半径对临界沉降速度的影响，因而理论上更加严密．通过实例计算表明，钻井曲率半径越小，对临界沉降速度影响越大．