综合航测与物探的候选场址区断裂识别研究

断裂是高放废物处置场址区中放射性核素向生物圈运移的潜在通道,由于断裂空间变异性强,在广袤的地表出露不明显,仅依靠踏勘与有限的钻探难以获取其详细的构造特征信息.为了有效探明断裂构造特征,以某重点候选场址区西北边界断裂为研究对象,采用一种工程场区无人机航测全局把控与高密度电法重点把脉断裂的综合识别方案,获取了裂隙密度、裂隙交切模式、断裂产状、核部宽度以及损伤破碎带宽度等信息.野外踏勘与探槽验证表明,利用航测与物探综合解译能够快速而有效识别断裂信息,可为断裂内在结构识别及其导水性关系研究提供丰富的数据资料,最终服务于处置工程布局设计.     

应用渗透棒提高煤层注水综合效果的试验研究

为降低综采工作面空气粉尘浓度,减小粉尘对矿工及设备的危害,在阳泉二矿81201工作面开展渗透棒注水试验。通过渗透棒性能测试实验和渗透棒注水试验研究,分析渗透棒的性能及其注水效果。结果表明:渗透棒具有较强的抗蒸发能力、润湿保湿能力;渗透棒注水后,工作面主要生产工序处的降尘效率均在80%以上,较普通注水提高30%以上;煤体润湿半径达20 m以上,是普通注水的2～3倍,可减少注水钻孔数50%以上;渗透棒注水后,煤体失水率降低2～5倍,注水速度可提高50%以上,说明添加渗透棒能提高水的润湿能力,拓展注水润湿范围,改善注水效果,为类似条件下煤层注水提高降尘效果提供参考。     

现场注水试验与室内渗透试验结果分析

为了测定土层的渗透性,可以采用现场注水试验和室内渗透试验这两种不同的测定方法来确定土的渗透系数。通过上述两种方法的测定,比较两种方法得到的测定结果,分析造成结果存在差异的原因,从而确定在不同的土层和建筑物的时候采用不同的试验方法和试验数据。     

冻融循环作用后花岗岩断裂性能的试验研究

对含有不同初始损伤花岗岩的三点弯曲断裂性能展开冻融循环试验研究,分析了冻融后花岗岩的断裂破坏机理;对试样断裂面的形貌进行了重构,并分析了试样断裂特性随其破坏面的分形维数的变化规律。结果表明:冻融循环作用下,试样的起裂荷载、峰值荷载、断裂韧度有不同程度的劣化,其劣化的程度又随试样初始缝高比的增大而加剧;随着冻融循环次数的增大,试样裂纹的扩展机理由遵循最大能量释放原则转变为遵循最小耗能原理。试样断裂面的分形维数与冻融循环次数呈较好的指数函数递增关系。峰值荷载损伤因子、断裂韧度损伤因子与分形维数变量有着较为显著的幂函数关系;峰值荷载损伤因子、断裂能损伤因子与粗糙度系数增量呈较好的幂函数关系。     

型煤渗透特性试验研究

型煤的渗透性对研究保护层开采过程被保护层的透气性变化规律有重要作用,为此设计了型煤渗透性测试系统。研究得出型煤在加载过程中型煤透气性变化与正应力之间符合指数函数规律;在卸载过程中型煤透气性与正应力之间符合幂函数规律。同时研究了相同载荷、不同流程、不同渗流压差时,试样渗透性变化规律及流体在人工捣实型煤中的流态。     

人工示踪法测试砂土渗透流速的试验研究

流速是反映岩土体渗透特性、判断水利工程防渗效果的最直观参数;而现场岩土体中的流速却很难直接测得。自行设计室内试验装置,将食盐溶液作为示踪剂,使用电导率仪采集测试管中电导率。通过拟合得出电导率随时间的变化关系遵循指数分布,利用稀释定理计算得出测试土体中的渗透流速。将测试流速与实际流速进行对比得出,在各水利梯度下,试验中测试流速均比实际流速偏大,其误差在20%~30%。     

三峡工程花岗岩卸荷全过程特性的试验研究

在常规三轴室中进行了花岗岩试件在恒定轴压下的围压卸荷试验，分析了岩石在卸荷条件下的变形和强度特性，回归得到由卸荷导致岩石破坏的强度经验准则．三峡工程花岗岩卸荷全过程特性的试验研究@陶履彬@夏才初@陆益鸣     

花岗岩拉伸全过程变形特性的试验研究

花岗岩拉伸全过程变形特性的试验研究陶履彬，夏才初，何之民介绍了用直接拉伸法测定岩石在拉伸条件下应力一应变全过程曲线试验的原理和方法，并对用这种方法测得的拉伸应力一应变全过程曲线进行了分析，研究了岩石在拉仰条件下的变形和强度特性．花岗岩拉伸全过程变形特...     

三峡工程花岗岩卸荷全过程特性的试验研究

在常规三轴室中进行了花岗岩试件在恒定轴压下的围压却荷试验份析了岩石在卸荷条件下的变形和强度特性,回归得到由卸荷导致岩石破坏的强度经验准则．     

花岗岩拉伸全过程变形特性的试验研究

介绍了用直接拉伸法测定岩石在拉伸条件下应力－应变全过程曲线试验的原理和方法，并对用这种方法测得拉伸应力－应变全过程曲线进行了分析，研究了岩石在拉伸条件下变形和强度特性。     

饱和粘土渗透特性的试验研究

通过饱和粘土渗透特性的试验结果，分析其在结构扰动和有荷条件下渗透的变化规律。     

固化黄土渗透特性的试验研究

以取自于山西不同地点的两种黄土为研究对象,选用水泥、生石灰、高分子材料SH固化剂及组合进行加固处理,通过变水头渗透试验,测定了素黄土及加固黄土在设计干密度下的渗透系数,并探讨渗透试验条件下各种影响因素对其渗透特性的影响规律.结果表明:两种黄土经重塑压实后的渗透系数均较小,黄土1略大于黄土2,基本能满足渠道等工程的防渗要求;对于防渗要求比较高的黄土工程,用水泥、生石灰和SH均可进一步改善其抗渗性,固化黄土后的渗透系数减小,固化黄土的渗透系数随着固化剂掺量和养护龄期的增长而减少.生石灰与SH相比,生石灰对固化土的渗透性影响更大.     

含建渣回填土渗透性能的现场注水试验研究

确定回填土的渗透性能对建筑物的抗浮设计极为重要。建渣成分复杂、极不均匀,回填土中混入建渣会改变其水力特性,渗透系数难以确定。在含建渣的回填土(黏土、砂卵石土)中根据其不同的建渣含量分别布置8个试验点位,利用改进的双环注水设备对含建渣回填土的渗透特性进行现场双环注水试验研究。测定了不同建渣含量时回填土的渗透系数,并分析回填土中混入建渣对其渗透性的影响。试验结果表明,建渣混合回填会显著增加回填土渗透性,且砂卵石土渗透系数受混入建渣的影响要大于黏土;回填土渗透系数与建渣含量之间存在正指数关系,并提出了一个简明的含建渣回填土渗透系数计算公式,为回填施工提供参考依据。     

混凝土基体材料断裂特性试验研究

以水泥净浆和水泥砂浆两种最为基础的混凝土基体材料为研究对象研究了它们的断裂特性.采用三点弯曲梁试件按强度和尺寸系列分别设计了3组断裂试件,获得了P-CMOD全曲线,并测得了起裂荷载.试验结果表明,即使在基体中加入粒径很小的骨料也会大大改善基体的断裂性能.水泥净浆并不是理想的脆性材料,它在断裂过程中也呈现出一定程度的非线性断裂行为,即在失稳破坏前存在着稳定的裂缝扩展过程,且这个过程随着抗压强度的提高而变短.试件尺寸越大起裂越早,裂缝稳定扩展阶段也越长.由此,根据水工混凝土断裂试验规程计算了水泥净浆和砂浆双K断裂参数,并对结果进行了分析讨论.     

南岳地区全风化花岗岩崩解特性试验研究

基于阿基米德定律,采用自制大型全风化花岗岩崩解仪,分别对南岳地区全风化花岗岩原状、烘干、风干、带有护筒支护等不同状态的试样进行崩解试验研究.试验中运用最小二乘法,拟合量筒读数与崩解仪排水体积的直线关系方程式,改进浮筒初始读数方法,减少读数误差.试验结果表明,试件整个崩解过程中分为3个阶段:第二阶段的崩解速率最大,其次为第一阶段,崩解速率最小为第三阶段;失水方式直接影响崩解时间,烘干状态下,试件失水最为剧烈,崩解时间最短;护筒支护状态下,减少了水与试件的接触面积,延长了试件崩解时间.该研究成果为南岳全风化花岗岩地区的土建工程建设提供参考依据.     

高温后花岗岩的物理力学特性试验研究

为研究高温后花岗岩的物理力学特性与温度变化的关系,对600℃范围内青海共和花岗岩自然冷却后进行单轴压缩、巴西劈裂和变角剪切试验。研究结果表明:从室温～600℃,花岗岩质量损失率随温度升高而增大,在300℃之前,花岗岩体积收缩,密度变大,在300℃后,花岗岩体积膨胀,密度变小;从室温～600℃,花岗岩的抗压强度,抗拉强度和抗剪强度(内聚力)随温度升高先变大后变小,弹性模量随温度升高单调递减,在250～600℃时,内摩擦角随温度升高而增大;400～600℃可视为花岗岩从脆性向延性转变的临界温度范围。基于弹性模量的损伤因子在400℃之后可以较好地反映岩石强度的热损伤程度。     

膨胀岩饱和与非饱和渗透特性试验研究

膨胀岩边坡的破坏往往与水的入渗密切相关.而膨胀岩的渗透特性又是进行边坡渗流场以及稳定性分析的依据.基于此,以南水北调中线河南安阳段的膨胀岩为研究对象,进行了饱和与非饱和渗透特性试验.试验结果显示:在同一时刻,所有膨胀岩试样的下渗速度随着初始含水量的增大而减小;在0~400kPa的吸力范围内,膨胀岩体积含水量随着吸力的增加降低幅度较小.利用V-G模型将试验结果进行拟合,得出了该膨胀岩试样的土水特征曲线.同时,预测了膨胀岩试样的非饱和渗透系数计算公式.阐明了膨胀岩的持水性能,并为计算膨胀岩边坡在水分入渗情况下的稳定性提供了依据.     

纤维改性粘土渗透特性试验研究

对用废旧衣服纤维改造后的填土材料（简称纤维改性粘土）进行渗透特性研究,采用变水头渗透试验,得出以下结论：土体试块径向渗透系数大于轴向渗透系数,土体渗透性受土体构造影响;分别掺入化纤、棉质等废旧衣物纤维的土体试块,土体渗透系数均高于素土渗透系数,且化纤纤维对土体渗透性的改善效果优于棉麻类纤维;纤维对粘土渗透性的改善效果随纤维含量的增加,效果减弱,存在最优纤维含量使得改善效果最佳.经纤维改造后,土体渗透性加大,可以用来做对渗透性要求较高的路基填土.     

垃圾土气体渗透特性试验研究

为研究垃圾土的气体渗透特性,自主研制了垃圾土气体渗透特性试验装置,开展了人工配制垃圾土试样的室内试验,分析了气体压缩性、进气端压力、压缩位移等因素对气体渗透特性的影响。试验研究结果表明:考虑气体压缩性测得的气体渗透率比不考虑气体压缩性的数值略大;垃圾土中气体渗透不存在启动压力平方差梯度和临界流速;建议在开展垃圾土室内气体渗透性试验时进气端压力取值为3 kPa;随着压缩位移的增大,垃圾土试样的孔隙度和气体渗透率都不断减小,试样气体渗透率的范围为10~(-13) m~2～10~(-12) m~2,孔隙度在0.3～0.57。研究成果丰富了垃圾土气体渗透特性研究的试验设备,可为后续开展填埋气体迁移规律和收集利用方面的研究提供支撑。     

混合破碎岩样渗透特性试验研究

为研究混合破碎岩体内流体渗透规律,利用一套由液压泵、渗透仪以及DDL 600电子万能试验机等构成的破碎岩样渗透试验系统进行了混合破碎岩样渗透特性测定,分析了混合破碎岩样与单种破碎岩样渗透特性的差异.研究表明:混合破碎岩样较单种破碎岩样的非Darcy流特性更显著;随着孔隙度的增加,单种岩样较混合岩样渗透率的变化幅度大,且相同粒径不同岩性岩样的渗透率变化程度和变化趋势呈现较大差异;随着孔隙度的增加,混合岩样的非Darcy流β因子显现减小趋势,且混合岩样较其单种岩样非Darcy流β因子的大小因粒径不同而不同.