• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
生物聚合物改良露天矿黏土抗裂性能研究
  • 45
  • 作者

    齐翔周伟王知乐李蕊田涯涂立啸张志远董志龙杨虎雄

  • 单位

    中国矿业大学矿业工程学院中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室露天矿山高新技术研究中心新疆天池能源有限责任公司

  • 摘要
    边坡稳定性在露天矿等工程中具有重要意义,而在雨水的作用下边坡裂隙的形成和扩大可能导致边坡的失稳和破坏,而生物聚合物的引入可能对黏土边坡的干缩开裂性能产生显著影响。为探究生物聚合物在改善黏土边坡干缩开裂性能方面的效用,选取小龙潭露天煤矿的黏土作为研究对象,引入生物聚合物沙蒿胶和黄原胶进行改性处理。为评估不同掺量生物聚合物的抗裂效果和耐久性,开展了一系列干湿循环试验并记录含水率变化,通过PCAS软件处理对裂隙率、概率熵等指标进行定量分析。结果表明,生物聚合物的掺入会使裂隙显现时间提前,影响试样最终含水率,其中1%掺量的沙蒿胶能够提升黏土体53.5%的最终持水能力;生物聚合物的掺入显著降低黏土的裂隙率,但对概率熵的影响并不明显,首次干湿循环中1%掺量沙蒿胶和1%掺量黄原胶分别可使黏土裂隙率降低11.83%和16.39%,随干湿循环次数的增高,沙蒿胶试样抗裂能力逐渐降低,而黄原胶展现出一定的耐久性。基于实验结果利用XRD和SEM技术讨论生物聚合物影响黏土体抗裂性能的机理,发现生物聚合物的掺入并没有改变黏土组分,但生物聚合物能够通过静电键合与氢键键合与黏土矿物形成稳定联结,同时通过与水混合形成凝胶,微观层面上凝胶包裹和连接了土体颗粒,并填补了孔隙空间,有效地抵抗了黏土失水引起的抗裂张力。以抵抗黏土失水抗裂的张力。本研究综合分析了沙蒿胶和黄原胶两种生物聚合物改良黏土抗裂性能的特点,为露天矿黏土边坡开裂问题的治理提供了借鉴和参考。
  • 关键词

    生物聚合物PCAS抗裂沙蒿胶黄原胶裂隙率

  • 文章目录
    0引言
    1试验材料及方案
    1.1试验材料
    1.2试样制备
    1.3试验方法
    1.3.1试样含水率测定
    1.3.2干湿循环试验
    1.3.3裂隙分析
    2试验结果
    2.1试样裂隙规律
    2.2试样含水率变化
    2.3干湿循环条件下试样裂隙变化
    2.3.1裂隙分析方法
    2.3.2裂隙率
    2.3.3概率熵
    3改性机理分析与讨论
    3.1持水能力分析
    3.2理化组分变化
    3.2.1 X射线衍射图像
    3.2.2 XRD定性分析
    3.3 改性机理讨论
    4结论
相关问题

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