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黄河流域煤炭开发区地下水污染成因分析及防治建议
1
作者 焦华喆 陈曦 +5 位作者 张铁岗 杨柳华 陈新明 HONAKER Rick 马俊伟 余洋 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期143-156,共14页
[研究目的]黄河流域内由于煤炭资源开发导致地下水污染严重,从整体角度对流域内重点煤炭开发区地下水进行归纳总结,为其可持续健康发展和地下水资源改善提供防治建议。[研究方法]从黄河流域战略地位出发,对地下水污染成因和污染模式进... [研究目的]黄河流域内由于煤炭资源开发导致地下水污染严重,从整体角度对流域内重点煤炭开发区地下水进行归纳总结,为其可持续健康发展和地下水资源改善提供防治建议。[研究方法]从黄河流域战略地位出发,对地下水污染成因和污染模式进行归纳总结。采用改进后的综合水质指数法对流域内九大煤炭基地的地下水进行水质评价。选用主成分分析法赋权指标,并引入改进的内梅罗污染指数法,按照WPI分级法进行评价。[研究结果]通过对黄河流域各重点断面水质评价,得到目前流域内煤炭基地水质结果中Ⅲ、Ⅳ类占比较多,水质较差。分析成因当前流域内存在高矿化度矿井水、酸性矿井水和含特殊组分矿井水污染,同时阐述污染地下水形成的浅层和深层两种污染模式。[结论]对3种矿井水采用相应防治方法,并提出膏体充填技术和微生物修复技术2种防治技术建议,通过应用实际矿山为例,印证污染防治技术能够改善由煤炭开采引发的流域内地下水污染严重的问题,以期研究结果能够对成功推动中国绿色矿山的快速发展具有参考意义。 展开更多
关键词 地下水 煤炭开采 水质评价 水文地质调查工程 矿产勘查工程 黄河流域
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引发全尾砂料浆触变特征的临界粒径研究
2
作者 杨柳华 李金仓 +3 位作者 焦华喆 尹升华 寇云鹏 洪紫杰 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期970-983,共14页
细粒径尾砂颗粒絮凝−分解是充填料浆产生触变性的根本原因,然而目前对引发充填料浆触变性的临界粒径研究极少。通过对不同粒径尾砂制备的充填料浆开展触变试验与微观结构的演化测试,结合Patwardhan提出的非牛顿流体理论分析尾砂颗粒间... 细粒径尾砂颗粒絮凝−分解是充填料浆产生触变性的根本原因,然而目前对引发充填料浆触变性的临界粒径研究极少。通过对不同粒径尾砂制备的充填料浆开展触变试验与微观结构的演化测试,结合Patwardhan提出的非牛顿流体理论分析尾砂颗粒间相互作用力,推导引发全尾砂料浆触变性能临界粒径的理论值,最终建立了充填料浆触变性模型。结果表明:充填料浆触变性能与剪切速率、质量分数、尾砂细颗粒含量呈正相关,通过理论推导得出引发充填料浆触变性能的临界值为45μm。由此可以认为,当充填料浆中含有粒径<45μm颗粒,且质量分数≥6%时,充填浆料则具有触变效应;反之,充填浆料则不具备触变性。基于实验结果采用Hattori−Lzumi理论构建触变性模型,并结合流变测试结果拟合得到了充填料浆触变性系数。 展开更多
关键词 充填料浆 触变特征 临界粒径 触变性模型
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新工科背景下力学虚拟仿真实验建设 被引量：1
3
作者 蔺海晓 王钦亭 +2 位作者 赵宇 刘剑飞 焦华喆 《西南交通大学学报（社会科学版）》 2023年第S02期139-143,共5页
蓬勃发展的新经济和不断变革的新产业对培养现代工程人才的综合素质提出了新要求,培养理论基础扎实、实践创新能力突出、职业素质高、国际竞争力强的复合型人才成为新工科建设的新目标。我校土木工程专业通过了土木工程专业认证,是首批... 蓬勃发展的新经济和不断变革的新产业对培养现代工程人才的综合素质提出了新要求,培养理论基础扎实、实践创新能力突出、职业素质高、国际竞争力强的复合型人才成为新工科建设的新目标。我校土木工程专业通过了土木工程专业认证,是首批国家级一流本科专业建设点,应以“一流专业”建设作为综合改革的“催化剂”,以校企合作深度融合为载体,在新工科的人才培养中加强虚拟仿真技术的应用,有效解决新工科培养中实践基地紧缺的问题,同时是培养学生综合创新能力的一种有效实验手段。 展开更多
关键词 新工科 虚拟仿真 校企合作 资源共享
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HPMC及硼砂对新型防漏高强注浆料性能及微观结构的影响
4
作者 陈新明 张浩文 +2 位作者 焦华喆 杨柳华 荣阳阳 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第3期861-870,共10页
与传统注浆料相比,防漏高强注浆料具有防漏和高强两大特性,但其过快的凝结速度严重影响施工质量。为了解决凝结速度过快以及泌水问题,研究了羟丙基甲基纤维素(HPMC)和硼砂对防漏高强注浆料凝结温度、凝结时间、保水率、抗折强度和抗压... 与传统注浆料相比,防漏高强注浆料具有防漏和高强两大特性,但其过快的凝结速度严重影响施工质量。为了解决凝结速度过快以及泌水问题,研究了羟丙基甲基纤维素(HPMC)和硼砂对防漏高强注浆料凝结温度、凝结时间、保水率、抗折强度和抗压强度的影响。结果表明:当HPMC掺量在0.20%~0.30%(以下掺量均为质量分数)时,硼砂掺量的增加会导致最高凝结温度上升以及恒温时间缩短;掺入HPMC不仅可以提高浆料的保水率,且对注浆料具有一定的缓凝效果,与硼砂同时使用时能增强注浆料的缓凝效果;随着硼砂掺量的增加,浆液结石体的抗折强度和抗压强度呈先增大后减小的变化趋势,HPMC可以减弱硼砂对浆液结石体强度的影响,但是,随着HPMC掺量的增加,浆液结石体强度逐渐降低。当硼砂掺量为0.07%、HPMC掺量为0.25%时,防漏高强注浆料能够在保证良好力学性能条件下获得更好的工作性能,此时,初凝时间达到1 h以上,3 d抗压强度达到36.58 MPa。增加HPMC掺量会导致钙矾石(AFt)晶体由柱状向针状转变,片状单硫型水化硫铝酸钙(AFm)逐渐减少,使结构松散,硼砂掺量为0.07%、HPMC掺量为0.25%时,AFt晶体呈柱状且分布均匀,相互之间具有较多的搭接点,结构更为致密。 展开更多
关键词 硼砂 羟丙基甲基纤维素 防漏高强注浆料 凝结时间 保水率 抗压强度 微观测试
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基于COMSOL的杨林坳钨矿采场结构参数优化
5
作者 陈峰宾 李铭杨 +5 位作者 王贻明 程超 焦华喆 何建华 王维 田胜平 《现代矿业》 CAS 2023年第12期81-86,共6页
通过COMSOL数值模拟软件,针对杨林坳钨矿充填法采场安全性问题,基于围岩失稳和矿壁失稳判据,分别确定一步骤采场跨度区间和矿壁厚度区间。对比不同采场结构参数无支护情况下围岩的应力、塑性应变以及顶板垂直位移,同时考虑矿山开采的安... 通过COMSOL数值模拟软件,针对杨林坳钨矿充填法采场安全性问题,基于围岩失稳和矿壁失稳判据,分别确定一步骤采场跨度区间和矿壁厚度区间。对比不同采场结构参数无支护情况下围岩的应力、塑性应变以及顶板垂直位移,同时考虑矿山开采的安全经济性能,确定最优采场结构参数。研究结果表明:①结合岩体的抗拉、抗压强度,确定一步骤采场跨度安全区间为13~18m;②结合等效应力场、塑性区、位移场等对比分析,确定一步骤采场最优跨度为13m;③矿壁厚度为4.5m时可保证现场施工的安全性。 展开更多
关键词 失稳判据 二步骤开采 数值模拟 采场结构优化
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基于PVM技术的充填膏体搅拌过程细观结构演化 被引量：2
6
作者 杨柳华 高炀 +4 位作者 尹升华 焦华喆 陈新明 王洪江 寇云鹏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期325-333,共9页
膏体性能是体系内部不同颗粒、组分之间协同作用的结果,探明充填料浆在搅拌作用下细观结构形态的演化过程,对完善膏体搅拌理论、改善膏体充填性能、实现矿山降本增效具有重要意义。采用激光颗粒显微成像(PVM)技术获取膏体料浆在不同搅... 膏体性能是体系内部不同颗粒、组分之间协同作用的结果,探明充填料浆在搅拌作用下细观结构形态的演化过程,对完善膏体搅拌理论、改善膏体充填性能、实现矿山降本增效具有重要意义。采用激光颗粒显微成像(PVM)技术获取膏体料浆在不同搅拌时刻的细观结构图像,经二值化处理后应用Avizo软件得到料浆中团聚体的等效直径(d),来表征膏体细观结构特征,并基于Blake-Kozeny方程及Hattori-Izumi理论构建d-t关系模型,最后将所得实验值和理论值进行对比分析。研究结果表明:膏体搅拌制备过程分为浸湿黏结和剪切分散2个阶段,在搅拌作用下料浆细观结构的等效直径先增大后降低,最终趋于稳定。在浸湿黏结阶段,颗粒与液体之间形成类似“核-壳”结构,并在液桥力的作用下不断吸附周围的颗粒,随着被吸附的颗粒越来越多,“核-壳”结构尺寸渐渐增大(d与时间t的0.5次方成正比),并在35 s左右达到峰值;在剪切分散阶段,“核-壳”结构的体积分数达到临界状态无法吸附更多颗粒,团聚体在剪切力的作用下发生破裂,细观结构的等效直径不断变小(d与t成反比),并于300 s后趋于稳定,物料转变为均质“膏体”状态。基于等效直径的细观结构演化模型量化了充填料制备过程,促进了固废充填技术的完善。 展开更多
关键词 PVM技术 细观结构 剪切分散 膏体搅拌 等效直径
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高应力软岩巷道全断面支护方案设计及优选
7
作者 陈攀 杨涵 +3 位作者 徐雨 李鑫磊 陈新明 焦华喆 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2023年第12期50-55,共6页
为解决高应力软岩巷道支护难题,以赵固二矿14040工作面底抽巷为研究重点,提出了“锚网索喷+注浆+底板非对称锚注”的支护方法,并针对顶、底板不同支护形式,利用数值模拟软件进行了模拟和优选,研究不同支护形式中巷道位移场演化、塑性区... 为解决高应力软岩巷道支护难题,以赵固二矿14040工作面底抽巷为研究重点,提出了“锚网索喷+注浆+底板非对称锚注”的支护方法,并针对顶、底板不同支护形式,利用数值模拟软件进行了模拟和优选,研究不同支护形式中巷道位移场演化、塑性区和应力分布,优化了底抽巷道支护方案。结果表明:对于顶板支护,采用全长锚固方案要优于端部锚固1.5 m;对于底板支护,采用无钢梁非对称锚固形式更为经济有效。通过现场位移监测结果表明,该支护方案能够满足安全生产需求。 展开更多
关键词 高应力软岩巷道 数值模拟 支护方案优选
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基于NMR技术的玄武岩纤维喷射混凝土韧性演化规律 被引量：14
8
作者 焦华喆 韩振宇 +2 位作者 陈新明 杨亦轩 王云飞 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2990-2998,共9页
随着煤矿开采深度的增加,普通喷射混凝土支护结构易开裂脱落。玄武岩纤维(BF)的加入可以有效地提升喷射混凝土韧性与抑制围岩变形的能力。通过弯曲韧性试验研究了BF对玄武岩纤维喷射混凝土(BFRS)韧性的影响规律,通过核磁共振试验(NMR)... 随着煤矿开采深度的增加,普通喷射混凝土支护结构易开裂脱落。玄武岩纤维(BF)的加入可以有效地提升喷射混凝土韧性与抑制围岩变形的能力。通过弯曲韧性试验研究了BF对玄武岩纤维喷射混凝土(BFRS)韧性的影响规律,通过核磁共振试验(NMR)研究了孔隙分布对BFRS韧性的影响,并进行了井下现场支护试验。结果表明:BF掺入后,BFRS 7 d与28 d试块抗弯强度分别提高了9.8%,6.8%,且BF对早龄期抗弯强度提升效果更为明显;分别采用DBV与JSCE标准对BFRS韧性进行评价,实验发现最优纤维掺量为4.5 kg/m^3,此时D1^f和D2^f分别为29.5 N·m和57.9 N·m,试件弯曲韧性比同时达到最大值0.875;对比可知,DBV多值韧性标准更适合评价BFRS抗弯韧性。通过NMR试验发现纤维掺量对BFRS孔隙结构影响较大,纤维掺量达到3 kg/m^3时,BFRS大孔径孔隙占比仅为0.25%,当纤维掺量超过临界掺量4.5 kg/m^3,BFRS大孔径孔隙占比增加,喷射混凝土基体内部缺陷增多,韧性降低。进行井下支护试验发现BFRS抑制变形能力优于普通喷射混凝土,其中纤维掺量为4.5 kg/m^3时,支护段巷道35 d收敛位移最小,仅为0.21 mm,此时支护效果最好。分布在BFRS基体内部的纤维可以形成稳定的三维承力结构,有效改善BFRS基体内部孔隙结构,增加BFRS韧性,提高被支护巷道抗变形能力。高韧性BFRS可以有效地满足深部大变形巷道支护要求,达到“变形不开裂,开裂不掉落”的效果。 展开更多
关键词 玄武岩纤维 喷射混凝土 韧性 核磁共振 孔隙结构
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膏体浓密床层孔隙结构剪切演化与连通机理 被引量：12
9
作者 焦华喆 王树飞 +2 位作者 吴爱祥 王贻明 杨亦轩 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1173-1180,共8页
开展半工业全尾砂浓密实验,借助计算机断层扫描与三维重构技术分析高质量分数底流床层内部孔隙结构特征;利用最大球算法研究孔隙连通规律,揭示剪切强化导水机理。研究结果表明:当给料体积分数为10%,絮凝剂单耗为30 g/t时,有/无剪切作用... 开展半工业全尾砂浓密实验,借助计算机断层扫描与三维重构技术分析高质量分数底流床层内部孔隙结构特征;利用最大球算法研究孔隙连通规律,揭示剪切强化导水机理。研究结果表明:当给料体积分数为10%,絮凝剂单耗为30 g/t时,有/无剪切作用下的肃北钒铁矿全尾砂连续浓密底流质量分数分别可达58.5%和55.8%;当添加转速为2 r/min的剪切作用时,床层平均孔隙率从47.62%降低到40.98%;孔隙平均直径由23.11μm降低至19.01μm,孔隙数量变化较小;床层内部孔隙数量随床层高度上升而增多,分形盒维数由1.60~1.70增加到1.90~1.95;定义临界孔喉比为1,将导水通道划分为主通道、次通道和全封闭通道,床层内部存在主导水通道周围伴随着若干次导水通道;剪切作用对于重塑尾砂絮团排列方式继而形成导水通道实现强化排水具有重要意义。 展开更多
关键词 膏体充填 剪切作用 三维重构 孔隙率 导水通道
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深厚冲积层多圈孔冻结壁温度场发展研究 被引量：11
10
作者 焦华喆 孙冠东 +2 位作者 陈新明 李振华 任安圣 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S2期443-449,共7页
冻结壁温度场发展是人工冻结法施工在井筒建设过程中最重要的组成部分,对井筒开挖和安全施工有重要的影响。因在地下进行大面积、长时间冻结,土体会发生复杂变化,无法进行相似模拟实验,数值模拟软件成为最直接的辅助工具。本文通过合理... 冻结壁温度场发展是人工冻结法施工在井筒建设过程中最重要的组成部分,对井筒开挖和安全施工有重要的影响。因在地下进行大面积、长时间冻结,土体会发生复杂变化,无法进行相似模拟实验,数值模拟软件成为最直接的辅助工具。本文通过合理的多圈孔布孔方式,考虑钻孔偏斜、冻结过程中水的相变潜热、不同温度下导热系数及热容等影响因素,结合实测数据,运用数值模拟软件COMSOL Multiphysics建立多物理场耦合对温度场发展进行研究。以某矿西风井深厚冲积层为研究对象,针对91 d冻结壁温度场发展进行模拟。模拟交圈时间为44 d,冻结壁平均发展速度为25.36 mm/d,与实测交圈时间50 d、冻结壁平均发展速度22.72 mm/d相比有微小的误差,模拟结果与实际情况符合程度良好,并推论出以最外圈为主冻结孔对冻结壁发展速度的影响及利弊。综合前人模拟结果,此模拟方法更具有理论意义及工程指导价值。 展开更多
关键词 深厚冲积层 多圈孔 冻结壁 温度场 相变潜热
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分层因素作用下充填体力学特性变化规律及破坏特征分析
11
作者 张小卫 焦华喆 +1 位作者 张文祥 杨文博 《有色金属（矿山部分）》 2023年第3期20-29,共10页
井下尾砂胶结充填体多表现为分层数量多、分层角度小,因此研究分层因素对充填体力学特性及破坏特征的影响势在必行。通过对水平分层、角度分层充填体开展单轴抗压试验,实现分层因素与充填体抗压强度、割线模量间数量关系表征。研究结果... 井下尾砂胶结充填体多表现为分层数量多、分层角度小,因此研究分层因素对充填体力学特性及破坏特征的影响势在必行。通过对水平分层、角度分层充填体开展单轴抗压试验,实现分层因素与充填体抗压强度、割线模量间数量关系表征。研究结果表明:充填体抗压强度与分层数、分层角度,以及割线模量与分层数之间均呈指数型负相关,而割线模量与分层角度间更符合多项式函数关系;分层数对水平分层充填体强度的影响效果比固体质量浓度更显著,而角度分层充填体强度对固体质量分数的敏感度高于分层角度。分层充填体试样多表现为贯穿与半贯穿破坏,分层数对充填体破坏形态影响效果最显著,研究结果为矿山分层充填研究提供了理论基础和科学依据。 展开更多
关键词 胶结充填体 水平分层 角度分层 力学特性 破坏特征
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谦比希铜矿膏体充填料浆流动性测试
12
作者 李辉 许斌 +3 位作者 王娜 焦华喆 陈新明 杨柳华 《中国有色金属》 2023年第S01期294-297,共4页
膏体充填可有效解决采空区固废处置问题,实现安全、高效、高质量回采。为最大程度使用尾砂,降低矿山开采成本及安全隐患,谦比希铜矿引入膏体充填技术,首先对该技术方案的基本构成系统进行了介绍,之后针对该充填方案设计出对应的环管实验... 膏体充填可有效解决采空区固废处置问题,实现安全、高效、高质量回采。为最大程度使用尾砂,降低矿山开采成本及安全隐患,谦比希铜矿引入膏体充填技术,首先对该技术方案的基本构成系统进行了介绍,之后针对该充填方案设计出对应的环管实验,通过环管实验测试了不同浓度及配比条件下膏体的流动性能,最终确定最佳膏体充填浓度为66%~68%、最佳灰砂比为1∶16,此时膏体流动性较好,对应的沿程阻力为4.5~6.5MPa/km,坍落度为26~28cm,可保障膏体充填的高效性,为当地矿产资源有效利用、环境保护树立了典范。 展开更多
关键词 铜矿 膏体充填 膏体流动性 环管实验
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大掺量粉煤灰对高架桥混凝土路面断裂性能影响试验研究
13
作者 张小卫 申宏栋 +2 位作者 刘济广 何宏伟 焦华喆 《粘接》 CAS 2023年第8期162-165,共4页
大掺量粉煤灰与混凝土水泥反应产生的凝胶可以改善混凝土粘接性能。为了确定粉煤灰掺量范围,将断裂度作为衡量混凝土断裂性能重要参数,根据混凝土在不稳定状态下的脆性断裂特征,对混凝土路面进行了断裂程度及应力分析,按照大掺量粉煤灰... 大掺量粉煤灰与混凝土水泥反应产生的凝胶可以改善混凝土粘接性能。为了确定粉煤灰掺量范围,将断裂度作为衡量混凝土断裂性能重要参数,根据混凝土在不稳定状态下的脆性断裂特征,对混凝土路面进行了断裂程度及应力分析,按照大掺量粉煤灰的混凝土界面粘接强度,分析拔出型、断裂型在显微镜下的断裂细微形态。结果表明,粉煤灰掺量为20%时,混凝土路面断裂正应力大于0.8 GPa,剪切应力大于1.5 GPa,混凝土路面抗压强度较大,混凝土路面抗断裂性能最好。随着粉煤灰掺量增加,混凝土路面抗断裂性能逐渐变差。 展开更多
关键词 三点弯曲加载 大掺量粉煤灰 混凝土路面 断裂性能
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初始湍流强度与耙架剪切对全尾砂絮凝行为的影响 被引量：6
14
作者 焦华喆 刘晨生 +2 位作者 吴爱祥 沈慧明 杨亦轩 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期54-61,共8页
资源绿色开采是矿业可持续发展的必然需求,随着深部井下开采技术的提高,充填采矿法已成为矿山开采领域必不可少的有效手段。全尾砂絮凝脱水作为充填采矿法的核心,以深锥浓密机探究全尾砂絮凝沉降规律是目前全尾砂浓密理论发展的前沿技术... 资源绿色开采是矿业可持续发展的必然需求,随着深部井下开采技术的提高,充填采矿法已成为矿山开采领域必不可少的有效手段。全尾砂絮凝脱水作为充填采矿法的核心,以深锥浓密机探究全尾砂絮凝沉降规律是目前全尾砂浓密理论发展的前沿技术,深锥浓密过程中给料井初始湍流强度与耙架转速是影响全尾砂絮团尺寸与沉降行为的关键因素。利用自制智能连续浓密试验平台,对深锥浓密机内真实沉降环境进行模拟。结合高速摄像与粒子追踪技术,深入研究给料井内的絮团形成过程与沉降柱内的絮团沉降过程。采用MATLAB及ImageJ分析软件,研究了给料井(高度10 cm,横截面直径分别为4、5、6 cm)内初始湍流强度对絮团尺寸的影响,分析了不同剪切环境下絮团沉降行为规律。结果表明:在固体絮凝剂单耗(20 g/t)、入料浓度(10%)和固体通量(0.1~0.3 t/(h m2))一定的条件下,给料井横截面直径分别为4、5、6 cm时,对应的最大初始湍流强度分别为28.66%、25.99%、23.16%。絮团尺寸随初始湍流强度的增加而先增加后减小;当初始湍流强度为25.99%时,全尾砂絮团尺寸达到最大6.21 mm。剪切作用可加速絮团的沉降,相同条件下,耙架转速为0时,絮团沉降速度为1.23 cm/s;耙架转速为4 r/min时,絮团沉降速度为4.92 cm/s;耙架转速为8 r/min时,絮团沉降速度为3.36 cm/s。 展开更多
关键词 全尾砂絮团 初始湍流强度 絮团尺寸 剪切作用 絮凝沉降
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基于可视化分析的玄武岩纤维喷射混凝土微观结构研究 被引量：3
15
作者 焦华喆 吴亚闯 +2 位作者 陈峰宾 王金星 褚怀保 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期371-377,共7页
玄武岩纤维(BF)掺入引起的孔隙结构变化是影响玄武岩纤维喷射混凝土(BF/SC)力学性能提高的关键因素。纤维与基体密度相近,CT扫描图像区分度较小,传统方法无法直接识别纤维原位分布。可采用分水岭算法和骨架提取算法相结合突破这一瓶颈... 玄武岩纤维(BF)掺入引起的孔隙结构变化是影响玄武岩纤维喷射混凝土(BF/SC)力学性能提高的关键因素。纤维与基体密度相近,CT扫描图像区分度较小,传统方法无法直接识别纤维原位分布。可采用分水岭算法和骨架提取算法相结合突破这一瓶颈。文章采用喷射混凝土制作方式,研究了不同BF掺量对BF/SC力学性能的影响;借助CT扫描技术对BF/SC微观结构进行可视化分析,测定了BF不同掺量下的孔隙大小组分结构、纤维分布;分析纤维掺量与孔隙结构的响应关系,揭示纤维增强微细观机理。结果表明:玄武岩掺量比为3kg/m3时,喷射混凝土的抗压和抗折性能最好;此时孔隙率为4.36%,大孔隙占比最少;内部结构的纤维分散的比较均匀,且纤维分布方向有利于控制裂缝的产生。当BF掺量大于该值时,其抗压和抗折性能大大降低,引起了总孔隙率提高,出现纤维严重结团现象,导致BF/SC内部大孔隙的增加,这是导致混凝土力学性能恶化的主要原因。 展开更多
关键词 玄武岩纤维 CT 骨架化算法 力学性能 孔隙结构 纤维分布
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新型高效增强剂对喷射混凝土性能研究 被引量：5
16
作者 焦华喆 严少洋 +1 位作者 陈新明 王云飞 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期3598-3603,共6页
针对普通喷射混凝土泵送条件差、强度低及耐久性差等问题,采用新型高效增强剂对其进行改性。研究了新型高效增强剂对坍落度、力学性能及碳化性、渗透性的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)对其作用机理进行分析。结果表明:当高效增强剂掺量... 针对普通喷射混凝土泵送条件差、强度低及耐久性差等问题,采用新型高效增强剂对其进行改性。研究了新型高效增强剂对坍落度、力学性能及碳化性、渗透性的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)对其作用机理进行分析。结果表明:当高效增强剂掺量为15%时,28 d龄期混凝土强度为52 MPa较基样提高47. 7%,碳化深度比基样平均降低11%,渗水深度降低9. 30 mm。新型高效增强剂对喷射混凝土孔隙进行充填使得其内部更加密实,且消耗氢氧化钙生成水化产物增强喷射混凝土的粘结性,从而提高了喷射混凝土强度、抗碳化性及抗渗透性。 展开更多
关键词 高效增强剂 喷射混凝土 力学性能 抗碳化性 抗渗透性
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赞比亚谦比希铜矿全尾砂膏体充填物料特性与优化 被引量：4
17
作者 焦华喆 吴爱祥 +1 位作者 王贻明 王云飞 《有色金属工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期64-68,共5页
对赞比亚谦比希铜矿充填系统膏体流变参数和强度进行检测试验,计算管道输送阻力和目标抗压强度,优化膏体配比。结果表明,在安全生产的前提下,充填体目标强度为0.5 MPa,沿程阻力损失应小于3.92 MPa/km。满足条件的膏体配比为灰砂比1∶12... 对赞比亚谦比希铜矿充填系统膏体流变参数和强度进行检测试验,计算管道输送阻力和目标抗压强度,优化膏体配比。结果表明,在安全生产的前提下,充填体目标强度为0.5 MPa,沿程阻力损失应小于3.92 MPa/km。满足条件的膏体配比为灰砂比1∶12,膏体浓度70%,该配比可降低水泥用量28.52%,年节约充填成本373.8万美元。 展开更多
关键词 膏体充填 海外矿山 充填体强度 充填材料特性
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硅酸钠对胶结膏体充填材料凝结性能的影响机制 被引量：3
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作者 焦华喆 吴爱祥 +1 位作者 容苡 刘晓辉 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期3303-3307,3314,共6页
膏体充填材料的缓凝事故严重影响资源的有效回采。本文针对会泽矿全尾砂-水淬渣胶结膏体充填物料缓凝问题,开展多因素均匀实验,研究材料凝固、强度性能的影响规律及权重。回归分析表明,随着水玻璃单耗的增加（水泥重量的2%~12%）,膏体... 膏体充填材料的缓凝事故严重影响资源的有效回采。本文针对会泽矿全尾砂-水淬渣胶结膏体充填物料缓凝问题,开展多因素均匀实验,研究材料凝固、强度性能的影响规律及权重。回归分析表明,随着水玻璃单耗的增加（水泥重量的2%~12%）,膏体凝结时间减少。对于凝结时间影响权重最大的因素为灰砂比（18.6%）,其次为水玻璃单耗（5.1%）。水玻璃单耗的增加能够促进膏体强度的提高,但影响权重较小（仅为4.6%）,决定充填体强度的因素仍为灰砂比（57.1%）。当膏体配比为全尾砂∶水淬渣∶水泥=7∶1∶1,浓度为78%~80%,水玻璃单耗3%~4%时,膏体凝结时间为8.2~12.5 h,28 d强度为2.33~2.76 MPa,符合膏体充填工艺的要求。 展开更多
关键词 硅酸钠 胶结膏体 缓凝事故 影响机制
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全尾砂重力浓密导水通道分布与细观渗流规律 被引量：2
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作者 焦华喆 靳翔飞 +2 位作者 陈新明 杨亦轩 王金星 《黄金科学技术》 CSCD 2019年第5期731-739,共9页
浓密床层导水通道分布特征及通道内部的细观渗流机制是影响全尾砂重力浓密效果的关键因素。利用连续浓密试验与CT扫描技术相结合的方法研究剪切作用对床层孔隙分布特征的影响,将扫描结果导入COMSOL软件进行床层内部液体逆向渗流规律模拟... 浓密床层导水通道分布特征及通道内部的细观渗流机制是影响全尾砂重力浓密效果的关键因素。利用连续浓密试验与CT扫描技术相结合的方法研究剪切作用对床层孔隙分布特征的影响,将扫描结果导入COMSOL软件进行床层内部液体逆向渗流规律模拟,揭示剪切作用对排水过程的影响机理。结果表明:在给料浓度为10%,絮凝剂浓度为0.01%时,无/有剪切作用下连续浓密平均浓度分别为50.10%和55.82%;内部孔隙率分别为49.90%和44.18%。无/有剪切作用下导水通道数量分别为6和2,剪切作用使导水通道的数量降低了66.7%;流出通道数分别为6和1,流出通道数量降低了83.3%;通道内液体最大渗流速度分别为9.574×10^-6m/s和2.592×10^-6m/s,出口最大流速分别为5.372×10^-6m/s和1.468×10^-6m/s;孔隙表面最大压力值随着液体逆向渗流逐渐降低。剪切前导水通道呈开放连通状态,排水后孔隙体积减小,导水通道闭合,床层浓度进一步提高。导水通道数量的降低说明剪切作用实现了床层的强化排水,为膏体材料的制备奠定基础。 展开更多
关键词 全尾砂 孔隙分布 膏体充填 逆向渗流 COMSOL MULTIPHYSICS 剪切作用 导水通道
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金属矿尾砂浆压缩与剪切屈服应力的关系
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作者 焦华喆 杨文博 +4 位作者 杨柳华 陈峰宾 王金星 张文祥 苏芮 《重庆大学学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期99-108,共10页
膏体流变学的研究是矿业浆体流变学的热点和难点。膏体技术包括脱水、搅拌、输送、堆存(充填)4个阶段,均涉及到非牛顿流体流变特性。在脱水阶段,全尾砂的压缩屈服应力影响了尾砂浆的脱水浓度,浓度是剪切屈服应力的宏观表现,继而影响了... 膏体流变学的研究是矿业浆体流变学的热点和难点。膏体技术包括脱水、搅拌、输送、堆存(充填)4个阶段,均涉及到非牛顿流体流变特性。在脱水阶段,全尾砂的压缩屈服应力影响了尾砂浆的脱水浓度,浓度是剪切屈服应力的宏观表现,继而影响了混合搅拌和管道输送过程中浆体的剪切屈服应力。所以,压缩屈服应力和剪切屈服应力之间的关系成为了膏体充填技术领域中的关键问题。在压滤理论指导下,开展相关实验,提出了全浓度范围内床层脱水阻力和浆体输送性能表征方法,以表征全尾砂浆的可浓密性能。对全尾砂高压力作用下的可浓密性能进行测试,得到高压力下全尾砂浆体的压缩屈服应力;使用控制剪切速率法(CSR)操作桨式流变仪检测剪切屈服应力;继而得到两者之间的关系为:浆体屈服应力为剪切应力,压缩屈服应力为压缩应力;浆体的压缩屈服应力、剪切屈服应力与浓度指数均呈指数关系。并且压缩屈服应力远大于剪切屈服应力,因此剪切作用更易破坏絮团,是脱水的主要外部动力,从而解释了搅拌脱水的力学机理。 展开更多
关键词 全尾砂 絮团结构 压缩屈服应力 剪切屈服应力 膏体充填
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