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Effects of cement content, polypropylene fiber length and dosage on fluidity and mechanical properties of fiber-toughened cemented aeolian sand backfill
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作者 Shushuai Wang Renshu Yang +1 位作者 Yongliang Li Zhongwen Yue 《International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第11期2404-2416,共13页
Using aeolian sand(AS)for goaf backfilling allows coordination of green mining and AS control.Cemented AS backfill(CASB)exhibits brittle fracture.Polypropylene(PP)fibers are good toughening materials.When the tougheni... Using aeolian sand(AS)for goaf backfilling allows coordination of green mining and AS control.Cemented AS backfill(CASB)exhibits brittle fracture.Polypropylene(PP)fibers are good toughening materials.When the toughening effect of fibers is analyzed,their influence on the slurry conveying performance should also be considered.Additionally,cement affects the interactions among the hydration products,fibers,and aggregates.In this study,the effects of cement content(8wt%,9wt%,and 10wt%)and PP fiber length(6,9,and 12 mm)and dosage(0.05wt%,0.1wt%,0.15wt%,0.2wt%,and 0.25wt%)on fluidity and mechanical properties of the fibertoughened CASB(FCASB)were analyzed.The results indicated that with increases in the three aforementioned factors,the slump flow decreased,while the rheological parameters increased.Uniaxial compressive strength(UCS)increased with the increase of cement content and fiber length,and with an increase in fiber dosage,it first increased and then decreased.The strain increased with the increase of fiber dosage and length.The effect of PP fibers became more pronounced with the increase of cement content.Digital image correlation(DIC)test results showed that the addition of fibers can restrain the peeling of blocks and the expansion of fissure,and reduce the stress concentration of the FCASB.Scanning electron microscopy(SEM)test indicated that the functional mechanisms of fibers mainly involved the interactions of fibers with the hydration products and matrix and the spatial distribution of fibers.On the basis of single-factor analysis,the response surface method(RSM)was used to analyze the effects of the three aforementioned factors and their interaction terms on the UCS.The influence surface of the two-factor interaction terms and the three-dimensional scatter plot of the three-factor coupling were established.In conclusion,the response law of the FCASB properties under the effects of cement and PP fibers were obtained,which provides theoretical and engineering guidance for FCASB filling. 展开更多
关键词 polypropylene fibers fiber-toughened cemented aeolian sand backfill digital image correlation scanning electron microscopy response surface method
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Utilizing sediment grain size characteristics to assess the effectiveness of clay–sand barriers in reducing aeolian erosion in Minqin desert area,China
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作者 SONG Dacheng ZHAO Wenzhi +5 位作者 LI Guangyu WEI Lemin WANG Lide YANG Jingyi WU Hao MA Quanlin 《Journal of Arid Land》 SCIE CSCD 2024年第5期668-684,共17页
The clay–sand barriers in Minqin desert area,China,represent a pioneering windbreak and sand fixation project with a venerable history of 60 a.However,studies on evaluating the long-term effectiveness of clay–sand b... The clay–sand barriers in Minqin desert area,China,represent a pioneering windbreak and sand fixation project with a venerable history of 60 a.However,studies on evaluating the long-term effectiveness of clay–sand barriers against aeolian erosion,particularly from the perspective of surface sediment grain size,are limited and thus insufficient to ascertain the protective impact of these barriers on regional aeolian activities.This study focused on the surface sediments(topsoil of 0–3 cm depth)of clay–sand barriers in Minqin desert area to explain their erosion resistance from the perspective of surface sediment grain size.In March 2023,six clay–sand barrier sampling plots with clay–sand barriers of different deployment durations(1,5,10,20,40,and 60 a)were selected as experimental plots,and one control sampling plot was set in an adjacent mobile sandy area without sand barriers.Surface sediment samples were collected from the topsoil of each sampling plot in the study area in April 2023 and sediment grain size characteristics were analyzed.Results indicated a predominance of fine and medium sands in the surface sediments of the study area.The deployment of clay–sand barriers cultivated a fine quality in grain size composition of the regional surface sediments,increasing the average contents of very fine sand,silt,and clay by 30.82%,417.38%,and 381.52%,respectively.This trend became markedly pronounced a decade after the deployment of clay–sand barriers.The effectiveness of clay–sand barriers in erosion resistance was manifested through reduced wind velocity,the interception of sand flow,and the promotion of fine surface sediment particles.Coarser particles such as medium,coarse,and very coarse sands predominantly accumulated on the external side of the barriers,while finer particles such as fine and very fine sands concentrated in the upwind(northwest)region of the barriers.By contrast,the contents of finest particles such as silt and clay were higher in the downwind(southeast)region of the sampling plots.For the study area,the deployment of clay–sand barriers remains one of the most cost-effective engineering solutions for aeolian erosion control,with sediment grain size parameters serving as quantitative indicators for the assessment of these barriers in combating desertification.The results of this study provide a theoretical foundation for the construction of windbreak and sand fixation systems and the optimization of artificial sand control projects in arid desert areas. 展开更多
关键词 clay-sand barriers sediment grain size grain size distribution aeolian erosion windbreak and sand fixation Minqin desert area
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Single-factor analysis and interaction terms on the mechanical and microscopic properties of cemented aeolian sand backfill 被引量:2
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作者 Shushuai Wang Renshu Yang +2 位作者 Yongliang Li Bin Xu Bin Lu 《International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第8期1584-1595,共12页
The use of aeolian sand(AS)as an aggregate to prepare coal mine cemented filling materials can resolve the problems of gangue shortage and excessive AS deposits.Owing to the lack of research on the mechanism of cement... The use of aeolian sand(AS)as an aggregate to prepare coal mine cemented filling materials can resolve the problems of gangue shortage and excessive AS deposits.Owing to the lack of research on the mechanism of cemented AS backfill(CASB),the response surface method(RSM)was adopted in this study to analyze the influence of ordinary Portland cement(PO)content(x_(1)),fly ash(FA)-AS(FA-AS)ratio(x_(2)),and concentration(x_(3))on the mechanical and microscopic properties of the CASB.The hydration characteristics and internal pore structure of the backfill were assessed through thermogravimetric/derivative thermogravimetric analysis,mercury intrusion porosimetry,and scanning electron microscopy.The RSM results show that the influence of each factor and interaction term on the response values is extremely significant(except x_(1)x_(3),which had no obvious effect on the 28 d strength).The uniaxial compressive strength(UCS)increased with the PO content,FA-AS ratio,and concentration.The interaction effects of x_(1)x_(2),x_(1)x_(3),and x_(2)x_(3) on the UCS at 3,7,and 28 d were analyzed.In terms of the influence of interaction items,an improvement in one factor promoted the strengthening effect of another factor.The enhancement mechanism of the curing time,PO content,and FA-AS ratio on the backfill was reflected in the increase in hydration products and pore structure optimization.By contrast,the enhancement mechanism of the concentration was mainly the pore structure optimization.The UCS was positively correlated with weight loss and micropore content but negatively correlated with the total porosity.The R^(2) value of the fitting function of the strength and weight loss,micropore content,and total porosity exceeded 0.9,which improved the characterization of the enhancement mechanism of the UCS based on the thermogravimetric analysis and pore structure.This work obtained that the influence rules and mechanisms of the PO,FA-AS,concentration,and interaction terms on the mechanical properties of the CASB provided a certain theoretical and engineering guidance for CASB filling. 展开更多
关键词 cemented aeolian sand backfill response surface method mechanical properties microscopic properties influence mechanism
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Aeolian activity in the southern Gurbantunggut Desert of China during the last 900 years 被引量:1
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作者 LI Wen MU Guijin +2 位作者 YE Changsheng XU Lishuai LI Gen 《Journal of Arid Land》 SCIE CSCD 2023年第6期649-666,共18页
The mineral dust emitted from Central Asia has a significant influence on the global climate system.However,the history and mechanisms of aeolian activity in Central Asia remain unclear,due to the lack of well-dated r... The mineral dust emitted from Central Asia has a significant influence on the global climate system.However,the history and mechanisms of aeolian activity in Central Asia remain unclear,due to the lack of well-dated records of aeolian activity and the intense wind erosion in some of the dust source areas(e.g.,deserts).Here,we present the records of aeolian activity from a sedimentary sequence in the southern Gurbantunggut Desert of China using grain size analysis and optically stimulated luminescence(OSL)dating,based on field sampling in 2019.Specifically,we used eight OSL dates to construct chronological frameworks and applied the end-member(EM)analysis for the grain size data to extract the information of aeolian activity in the southern Gurbantunggut Desert during the last 900 a.The results show that the grain size dataset can be subdivided into three EMs(EM1,EM2,and EM3).The primary modal sizes of these EMs(EM1,EM2,and EM3)are 126.00,178.00,and 283.00μm,respectively.EM1 represents a mixture of the suspension components and saltation dust,while EM2 and EM3 show saltation dust transported over a shorter distance via strengthened near-surface winds,which can be used to trace aeolian activity.Combined with the OSL chronology,our results demonstrate that during the last 900 a,more intensive and frequent aeolian activity occurred during 450-100 a BP(Before Present)(i.e.,the Little Ice Age(LIA)),which was reflected by a higher proportion of the coarse-grained components(EM2+EM3).Aeolian activity decreased during 900-450 a BP(i.e.,the Medieval Warm Period(MWP))and 100 a BP-present(i.e.,the Current Warm Period(CWP)).Intensified aeolian activity was associated with the strengthening of the Siberian High and cooling events at high northern latitudes.We propose that the Siberian High,under the influence of temperature changes at high northern latitudes,controlled the frequency and intensity of aeolian activity in Central Asia.Cooling at high northern latitudes would have significantly enhanced the Siberian High,causing its position to shift southward.Subsequently,the incursion of cold air masses from high northern latitudes resulted in stronger wind regimes and increased dust emissions from the southern Gurbantunggut Desert.It is possible that aeolian activity may be weakened in Central Asia under future global warming scenarios,but the impact of human activities on this region must also be considered. 展开更多
关键词 aeolian activity grain size wind regime Little Ice Age Siberian High climatic drying Central Asia
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Long-term Properties of Aeolian Sand-magnesium Oxychloride Cement Composites and Its Engineering Application
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作者 常成功 DONG Jinmei +4 位作者 ZHENG Weixin WEN Jing 阎峰云 肖学英 AN Lingyun 《Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science)》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第4期842-848,共7页
In order to prepare a new material with long-term stable performance,low cost,easy construction,and ecological environmental protection,the influence of aeolian sand on the compressive and flexural strength as well as... In order to prepare a new material with long-term stable performance,low cost,easy construction,and ecological environmental protection,the influence of aeolian sand on the compressive and flexural strength as well as micro morphology and phase composition of magnesium oxychloride cement(MOC)was studied.The experimental results indicate that,with the increase of content of doping sand,the compressive strength and flexural strength of MOC decrease significantly.However,when the quality ratio of aeolian sand and light burned magnesia powder is 1:8,the performance meets the actual engineering needs.Namely,the compressive strength of MOC is not less than 18 MPa,and flexural strength is not less than 4 MPa.Meanwhile,within 12 months of age,the compressive strength and flexural strength are stable.There is no obvious change in phase composition,and its main phase is still 5·1·8 phase.Microscopic appearance changes from needle-like to gel-like shape.Based on engineering applications,it is found that when the novel sand-fixing material is used in the field for one year,its macroscopic feature is not damaged,compressive strength and flexural strength are also more stable,phase composition negligibly changes,and micro morphology has also been turned into be gellike shape.These further confirm the long-term stability and weather resistance of MOC doping aeolian sand,providing theoretical and technical support for the widely application of MOC in the field of sand fixation in the future. 展开更多
关键词 magnesium oxychloride cement aeolian sand mechanical properties micro morphology phase composition
原文传递
鄂尔多斯盆地西南部下白垩统铀矿化砂岩中有机质特征及其与铀成矿的关系 被引量:2
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作者 邱林飞 李子颖 +4 位作者 贺锋 武正乾 刘坤鹏 毛宁 李孟华 《铀矿地质》 CSCD 2024年第1期41-56,共16页
鄂尔多斯盆地西南部下白垩统铀矿找矿在近几年取得了重大突破,在镇原、彭阳等地区发现了新的铀矿产地,白垩系铀矿化主要赋存于洛河组与环河组,少部分赋存于泾川组和罗汉洞组,这些赋矿层位原生沉积均处在干旱环境条件下,其中缺乏肉眼可... 鄂尔多斯盆地西南部下白垩统铀矿找矿在近几年取得了重大突破,在镇原、彭阳等地区发现了新的铀矿产地,白垩系铀矿化主要赋存于洛河组与环河组,少部分赋存于泾川组和罗汉洞组,这些赋矿层位原生沉积均处在干旱环境条件下,其中缺乏肉眼可见的有机质。但在钻孔岩心中,铀矿化砂岩中往往富含浸染状的有机质,这类有机质的性质及其与铀成矿的关系目前还缺乏系统的研究。文章以鄂尔多斯盆地西南部镇原地区铀矿化砂岩为研究对象,通过岩心观察与室内研究,厘定了赋矿砂岩中的有机质类型,探讨了有机质的来源及其铀成矿的关系。研究结果表明:赋矿砂岩中的原生沉积炭屑有机质十分稀少,有机质主要为充填于砂岩微孔隙中、具有流动特征、低演化程度的大分子有机质,可能主要来源于“延7”段烃源岩。铀矿化与固体炭屑有机质关系不大,而主要与“可溶性”流动状有机质密切相关。研究区白垩系铀成矿特征具有“渗出”砂岩型铀矿成矿作用的特点。 展开更多
关键词 流动状有机质 风成砂 下白垩统 砂岩型铀矿 鄂尔多斯盆地
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富钼专用保水剂对东北典型土壤保墒性能及大豆幼苗生长的影响 被引量:1
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作者 张玉斌 景泉 +3 位作者 崔金虎 陈贵娟 赵雪来 侯利园 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2024年第1期63-69,共7页
在东北集约化种植体系中,苗期水肥供应强度直接影响作物生长状况,并最终导致产量变异。富钼大豆专用保水剂是基于高分子材料合成与钼肥技术的耦合。针对东北2种典型土壤类型开展温室盆栽试验,通过二因子五水平的试验设计,研究土壤类型... 在东北集约化种植体系中,苗期水肥供应强度直接影响作物生长状况,并最终导致产量变异。富钼大豆专用保水剂是基于高分子材料合成与钼肥技术的耦合。针对东北2种典型土壤类型开展温室盆栽试验,通过二因子五水平的试验设计,研究土壤类型、保水剂类型及施用量对大豆苗期土壤水分利用效率及幼苗生长的影响。结果表明:1)施用不同剂量普通保水剂(H 2020)和富钼专用保水剂(GH 2021)均可在不同程度上提高土壤保水性能,并促进苗期大豆生长及地上部植株干质量;2)土壤含水率和大豆幼苗株高均随用量的增大而增加,且用量为0.5%的GH 2021显著促进大豆幼苗的生长,在黑土和风沙土条件下增幅分别可达68.0%和44.9%;3)0.5%剂量的GH 2021使风沙土土壤含水率提高343.1%,相较于施用H 2020保水性能提升33.6%;4)与H 2020相比,施用量为0.5%的GH 2021使风沙土条件下苗期大豆株高和地上部干质量分别提高16.3%和34.0%。综上,富钼专用保水剂在东北大豆种植区最佳应用范围为:2种土壤条件下,保水剂理论田间推荐用量为0.5%,其对风沙土的保墒性能优于黑土。该保水剂可用于提升干旱区土壤保水性能,改善苗期大豆生长环境和营养状况,最大限度激发东北大豆的增产潜力。 展开更多
关键词 富钼专用保水剂 黑土 风沙土 大豆 土壤含水率 苗期大豆生长
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风积砂-黄土混合料与钢界面的环形剪切力学特性 被引量:1
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作者 姚志华 张建华 +1 位作者 辛建平 穆锐 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期61-68,共8页
黄土高原北侧与诸多沙漠接壤,形成了广泛分布的风积砂-黄土混合区。不同比例条件下的风积砂-黄土混合料会呈现不同的物理力学特征,且风积砂-黄土混合料地基现场施工和使用过程中常与其他材料产生界面接触力学行为,相关研究目前鲜有述及... 黄土高原北侧与诸多沙漠接壤,形成了广泛分布的风积砂-黄土混合区。不同比例条件下的风积砂-黄土混合料会呈现不同的物理力学特征,且风积砂-黄土混合料地基现场施工和使用过程中常与其他材料产生界面接触力学行为,相关研究目前鲜有述及。鉴于此,本工作获得了不同掺砂率条件下的混合料最大干密度,配制相同压实度和不同掺砂率的风积砂-黄土混合料环状试样,开展不同竖向压力和剪切速率条件下的混合料与钢制界面的环形剪切试验,借助扫描电镜观测不同混合料的颗粒分布特征以及颗粒破碎特征,揭示风积砂-黄土混合料与钢制界面环形条件下的残余强度形成机制。结果表明,随着掺砂率的增大,风积砂-黄土混合料的物理力学特征由黄土向砂土过渡。竖向压力小于100 kPa条件下,混合料产生剪胀的概率增大。混合料与钢界面之间的残余强度与竖向压力呈线性关系,变化趋势符合摩尔-库仑定律。随着掺砂率的增大,风积砂颗粒破碎效应增大,混合料与钢界面之间的残余内摩擦角及残余黏聚力均会减小。剪切速率的增大会缩短混合料与钢界面之间的接触时间,两者之间的接触、咬合效应尚不足以发挥作用进而减小了界面残余强度。研究结果预测了风积砂中掺入黄土的比例,可以为风积砂地基处理提供有益参考,也可为风积砂-黄土混合料施工力学行为研究提供科学借鉴。 展开更多
关键词 风积砂-黄土混合料 钢界面 环剪试验 界面残余强度
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废弃玻璃粉风积沙混凝土柱抗震性能试验研究
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作者 王尧鸿 张宇 +3 位作者 姜丽云 李志强 董伟 张巍 《世界地震工程》 北大核心 2024年第2期45-54,共10页
为研究玻璃粉等质量取代20%水泥与风积沙等质量取代30%天然砂对混凝土柱抗震性能的影响,本文设计和制作4根混凝土柱试件。第1根是普通混凝土柱,第2根是玻璃粉等质量取代20%水泥的混凝土柱,第3根是风积沙等质量取代30%河砂的混凝土柱,第... 为研究玻璃粉等质量取代20%水泥与风积沙等质量取代30%天然砂对混凝土柱抗震性能的影响,本文设计和制作4根混凝土柱试件。第1根是普通混凝土柱,第2根是玻璃粉等质量取代20%水泥的混凝土柱,第3根是风积沙等质量取代30%河砂的混凝土柱,第4根是同时用玻璃粉和风积沙分别等质量取代20%水泥和30%河砂的混凝土柱。通过低周往复荷载试验,对比分析各个试件的破坏形态、承载力、滞回性能、骨架曲线、耗能能力、延性系数、刚度退化规律和变形特点。结果表明:20%取代率的玻璃粉取代水泥和30%取代率的风积沙取代天然河砂均能提高混凝土柱的抗震性能,降低构件破坏程度;基于试验结果、Fajfar和Park-Ang提出的地震损伤模型,对其耗能因子β进行修正,得到了修正后的Park-Ang损伤模型,并与废弃玻璃粉风积沙混凝土柱的试验过程吻合较好。 展开更多
关键词 玻璃粉 风积沙 混凝土柱 抗震性能 损伤模型
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养护条件对风积砂混凝土强度及孔隙发展规律的影响
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作者 张慧梅 景盼园 李玉根 《建筑结构》 北大核心 2024年第6期99-105,共7页
养护条件在混凝土强度发展过程中起到了重要作用,为了研究其对风积砂混凝土性能的影响,进行了立方体抗压试验确定最优风积砂替代率,在此基础上通过核磁共振试验,讨论自然养护、标准养护、水养护三种条件下混凝土微观结构发展规律。结果... 养护条件在混凝土强度发展过程中起到了重要作用,为了研究其对风积砂混凝土性能的影响,进行了立方体抗压试验确定最优风积砂替代率,在此基础上通过核磁共振试验,讨论自然养护、标准养护、水养护三种条件下混凝土微观结构发展规律。结果表明:混凝土较优风积砂替代率为20%,此时抗压强度达到最大;不同养护条件下风积砂混凝土抗压强度规律为:水养护>标准养护>自然养护;水养护与标准养护条件下风积砂混凝土T2图谱随养护龄期的增加逐渐向左移动,无害孔占比较高,但自然养护条件下,有害孔占比较高,不利于提高抗压强度;相较于标准养护,水养护条件下混凝土峰结束位置较早,平均孔径减小,无害孔占比增加。 展开更多
关键词 风积砂混凝土 养护条件 力学性能 孔隙结构
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高温后风积沙混凝土力学性能与微观结构试验研究
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作者 赵燕茹 龙思睿 +1 位作者 白建文 刘明 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第9期3182-3191,共10页
本文将0%、10%、30%、50%的风积沙等质量替代普通河砂制备成风积沙混凝土,对其在温度20、200、400、600、800℃作用下的外观形貌变化、质量损失情况、抗压强度、抗折强度进行了试验研究;通过折压比的方法分析了风积沙混凝土在不同温度... 本文将0%、10%、30%、50%的风积沙等质量替代普通河砂制备成风积沙混凝土,对其在温度20、200、400、600、800℃作用下的外观形貌变化、质量损失情况、抗压强度、抗折强度进行了试验研究;通过折压比的方法分析了风积沙混凝土在不同温度和不同风积沙掺量下力学性能的演变;通过扫描电子显微镜(SEM)研究了不同温度作用下风积沙混凝土内部微观结构的演化过程,并对微观结构机理进行了分析。结果表明:适量风积沙的掺入可以增加水化产物,优化混凝土的孔隙结构,减小混凝土内部界面过渡区厚度,使混凝土内部结构更密实,力学性能得以提升,并能延缓高温作用后混凝土裂缝与孔隙的生成;然而,风积沙掺量过多则会起到相反的效果,使高温后混凝土力学性能下降。本研究可为风积沙混凝土的应用及高温后风积沙混凝土结构的评定提供依据。 展开更多
关键词 风积沙混凝土 高温 力学性能 微观结构 微观机理 模型拟合
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风荷载和列车共同作用下风积沙包芯路基边坡稳定性研究
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作者 冷伍明 周思危 +7 位作者 阮波 聂如松 袁立刚 门小雄 董俊利 李家通 沈一凡 赵洋 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3179-3188,共10页
我国是世界上沙漠分布最多的国家之一,沙漠中蕴藏着丰富的矿产资源。西部大开发和“一带一路”倡议将进一步推进沙漠地区铁路建设。利用丰富的沙漠风积沙作为铁路路基填料具有重要的经济意义和推广应用前景,风积沙包芯路基是一种充分利... 我国是世界上沙漠分布最多的国家之一,沙漠中蕴藏着丰富的矿产资源。西部大开发和“一带一路”倡议将进一步推进沙漠地区铁路建设。利用丰富的沙漠风积沙作为铁路路基填料具有重要的经济意义和推广应用前景,风积沙包芯路基是一种充分利用风积沙作为铁路路堤填料的新型结构。为研究列车荷载和风荷载共同作用下风积沙包芯路基边坡稳定性计算方法,基于折线滑动法原理,对路堤结构进行分层分区,采用极限平衡方法,推导出列车荷载和沙漠风荷载共同作用下铁路风积沙包芯路基的稳定性系数计算公式并编制计算程序。结合和若铁路风积沙包芯路基的工程实例,验证了该计算方法的可行性。基于该计算程序,研究了风荷载大小、风向角、路堤填筑高度、填料内摩擦角等影响因素对风积沙包芯路基边坡稳定性系数的影响,分析了风向角、填料内摩擦角等影响因素对风积沙包芯路基边坡砂卵石封层最小厚度的影响。计算结果表明,风积沙包芯路基边坡稳定性系数与风荷载大小近似呈线性负相关,与风向角大小呈非线性正相关。风积沙包芯路基边坡稳定性系数富余量与路堤填筑高度呈负相关。风积沙包芯路基边坡砂卵石封层最小厚度与风向角大小呈非线性负相关,与风积沙填料的内摩擦角大小近似呈线性负相关。建议风积沙包芯路基边坡设计中应考虑风荷载的影响。研究成果可供沙漠地区风积沙包芯路基设计借鉴和采用。 展开更多
关键词 风积沙 包芯路基 风荷载 列车荷载 边坡稳定性分析 路基基床结构
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间歇性循环荷载下冻融风积土变形特性及分数阶预测模型
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作者 刘家顺 任钰 +2 位作者 朱开新 刘页龙 贾宝新 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期89-99,共11页
列车运营对路基的长期作用由振动加载、荷载间歇交替组成,已往研究多只考虑振动加载周期对路基土体强度和变形特性的影响,而忽略了间歇期的影响。为研究间歇性循环荷载作用下风积土路基变形特性,利用GDS DYNTTS冻土动三轴仪,开展不同有... 列车运营对路基的长期作用由振动加载、荷载间歇交替组成,已往研究多只考虑振动加载周期对路基土体强度和变形特性的影响,而忽略了间歇期的影响。为研究间歇性循环荷载作用下风积土路基变形特性,利用GDS DYNTTS冻土动三轴仪,开展不同有效固结围压σ_(3c)、冻融循环次数FT、动应力幅值σ_(d)^(ampl)和振动频率f的间歇性循环荷载下风积土动三轴试验,研究间歇性循环荷载下冻融风积土变形特性及其影响因素。试验结果表明:间歇性循环荷载作用下风积土累积塑性应变曲线呈稳定型、发展型和破坏型三种形态。间歇阶段能够在较大程度上削弱土体的应变累积,从而使其较连续荷载作用下变形减小。基于极差方法,确定动应力幅值是影响风积土累积塑性应变的最重要因素,其余依次为有效固结围压、冻融循环次数、振动频率。采用双Abel黏壶建立考虑间歇性循环荷载作用的冻融风积土分数阶累积塑性应变预测模型,并与试验结果进行了对比分析,二者吻合度较高,说明该文建立的分数阶累积塑性应变数学模型可合理预测间歇性循环荷载作用下风积土路基长期变形特性。研究成果可为季节性冻土地区路基工程设计和灾害防治提供科学依据。 展开更多
关键词 风积土 累积塑性变形 间歇性循环荷载 动三轴试验 分数阶预测模型
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青海湖湖东地区近32 ka BP以来风沙沉积的粒度端元特征及环境意义
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作者 胡梦珺 许澳康 +1 位作者 孙文丽 庄静 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期487-496,共10页
青海湖湖东地区出露典型的风成沉积,对气候变化响应敏感,为古气候环境的重建提供了良好研究窗口。本文选取湖东地区厚度10 m的风成砂-砂质古土壤剖面为对象,运用端元分析模型对沉积物粒度数据进行分析,提取对气候变化反映敏感的粒级组分... 青海湖湖东地区出露典型的风成沉积,对气候变化响应敏感,为古气候环境的重建提供了良好研究窗口。本文选取湖东地区厚度10 m的风成砂-砂质古土壤剖面为对象,运用端元分析模型对沉积物粒度数据进行分析,提取对气候变化反映敏感的粒级组分,进一步结合粒度组分、磁化率指标,阐释各端元指示的环境意义以及近32 ka BP以来青海湖湖东地区的环境演化过程。结果表明,大水塘剖面粒度组成以砂粒物质为主,粉砂次之,黏粒最少。剖面的沉积物粒度组分可分解为3个端元:EM1是受冬季风影响的敏感粒径,指示冬季风的强弱变化;EM2指示的是区域环境受风沙作用的强弱,与EM1指示相反,但共同反映冬季风的强弱;EM3指示受区域性低空风系的影响,以尘暴的形式搬运沉积。青海湖湖东地区的环境演化过程可划分为4个阶段:(1)末次冰期间冰阶阶段(32~23.2 ka BP),气候整体较湿润,风沙活动较弱;(2)末次冰期冰盛期阶段(23.2~15.8 ka BP),气候冷偏干,风沙活动增强;(3)末次冰期冰消期阶段(15.8~9.5 ka BP),气候仍以冷偏干为主,冷暖波动,但存在小幅度升温;(4)全新世阶段(9.5 ka BP以来),早期转暖、中期最暖、晚期转凉,气候波动显著。 展开更多
关键词 端元分析 风成砂 环境演变 青海湖
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长江武汉段天兴洲低滩沉积物粒度端元对河流-风成沙丘沉积环境的指示意义
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作者 袁瑞 冯文杰 +6 位作者 张昌民 赵康 刘家乐 付文俊 王泽宇 孟庆昊 王令辉 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期436-448,共13页
河床沙波向风成沙丘演变的过程具有特殊的沉积动力机制。笔者等以68份长江武汉段天兴洲洲头低滩沉积物的粒度分布数据为例,利用端元分析方法从每个粒度分布中分离提取4个粒度端元组分(EM1、EM2、EM3和EM4),探讨了河流—风成沙丘不同沉... 河床沙波向风成沙丘演变的过程具有特殊的沉积动力机制。笔者等以68份长江武汉段天兴洲洲头低滩沉积物的粒度分布数据为例,利用端元分析方法从每个粒度分布中分离提取4个粒度端元组分(EM1、EM2、EM3和EM4),探讨了河流—风成沙丘不同沉积环境中粒度端元的异同。研究结果表明:EM1和EM3组分在粒度分布中占比与沉积物粒度中值分别呈较好的线性正相关和负相关;河流沉积物主要由EM1、EM2和EM3组成的跳跃方式搬运,对应滚动次总体的EM4组分占比5%~10%,少悬浮搬运;风成沙纹沉积物主要包括两段跳跃次总体,以EM2组分为主、EM1和EM3组分为辅,少EM4组分;沙丘背风面沉积物主要靠颗粒流顺坡滑塌,以EM2组分为主、EM1和EM3组分为辅,含占比约为5%的EM4组分;未被风成沙纹覆盖的沙丘波谷沉积物记录了河流和小型滞水洼地的沉积特征,代表滚动次总体的EM4组分占比7%~15%,悬浮次总体占比可达20%。本文提取的沉积物粒度端元为弱风环境中河道内局部小型河流—风成沙丘的沉积环境和演化过程研究提供了参考。 展开更多
关键词 粒度分布 端元分析 长江天兴洲 河流 风成沙纹 沉积环境
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输电导线风噪声声源特性的三维数值模拟
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作者 张红虎 王琰 +2 位作者 李雯雯 纪月 吴珂 《电声技术》 2024年第10期8-14,18,共8页
高空输电导线产生的风噪声严重影响建筑声环境,而相关环境噪声预测与降噪措施的前提是获取导线风噪声声源特性。对常用的LGJ-300/25钢芯铝绞线与等直径光滑圆柱建立三维模型,采用基于大涡模拟法和莱特希尔声类比法的混合计算方法进行数... 高空输电导线产生的风噪声严重影响建筑声环境,而相关环境噪声预测与降噪措施的前提是获取导线风噪声声源特性。对常用的LGJ-300/25钢芯铝绞线与等直径光滑圆柱建立三维模型,采用基于大涡模拟法和莱特希尔声类比法的混合计算方法进行数值模拟分析,探究导线风噪声特性及其与圆柱之间的差异。结果表明,混合计算方法可有效用于导线风噪声模拟;30 m·s^(-1)风速下,该导线花纹对风噪声影响不大,同轴向长度下导线和圆柱模型数值模拟效果相当。通常导线轴向长度较长,可采取建立小长度元段模型进行声学修正的方法计算单位长度导线的声功率,以提高计算效率。 展开更多
关键词 输电导线 风噪声 三维数值模拟
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风沙土混拌刀具的改良设计与试验
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作者 李明 董帅 +2 位作者 庞永强 燕洁华 叶汪忠 《中国农业科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期87-96,共10页
为解决风沙土改良设备研制中存在的核心问题,探讨混拌刀具与风沙土-改土材料间相互作用机理,以国标旋耕刀IT245为基础,分析其作用原理,在此基础上设计了专用于风沙土改良的混拌刀具,通过离散元仿真模拟及室内沙槽试验,以改土材料体积比... 为解决风沙土改良设备研制中存在的核心问题,探讨混拌刀具与风沙土-改土材料间相互作用机理,以国标旋耕刀IT245为基础,分析其作用原理,在此基础上设计了专用于风沙土改良的混拌刀具,通过离散元仿真模拟及室内沙槽试验,以改土材料体积比为评价指标对国标刀及专用刀具5层深度下的混拌效果进行分析。结果显示,风沙土混拌刀具偏转角度越大,改土材料体积比越大,当深度150—120 mm、偏转角为60°时达到最大值(35.67%);风沙土混拌刀具弯折角越大,改土材料体积比越大,当深度150—120 mm、弯折角为130°时达到最大值(36.02%)。风沙土混拌刀具与国标旋耕刀IT245混拌效果相比,深度越浅,改土材料体积比越大,混合效果越好,在深度90—60、60—30 mm时,偏转角60°的风沙土混拌刀具作业后改土材料体积比分别比IT245增加了3.19%、5.11%。研究结果为风沙土混拌刀具及风沙土治理机械的设计与优化提供依据。 展开更多
关键词 风沙土 改土材料 离散元 混拌刀具 混拌效果
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基体材料对铁路沿线风积沙ECC性能影响研究 被引量:1
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作者 梁轩 程建军 +3 位作者 夏多田 张朵 武海洋 陈驰 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1025-1036,共12页
为解决沙漠戈壁地区河砂资源紧缺、运输成本高等问题,同时减轻沙漠铁路风沙灾害,开展沙漠铁路沿线原状风积沙制备地域性工程水泥基复合材料(ECC)的试验研究。通过正交试验探究了不同风积沙掺量(S/C)、粉煤灰掺量(FA/C)和水胶比对ECC性... 为解决沙漠戈壁地区河砂资源紧缺、运输成本高等问题,同时减轻沙漠铁路风沙灾害,开展沙漠铁路沿线原状风积沙制备地域性工程水泥基复合材料(ECC)的试验研究。通过正交试验探究了不同风积沙掺量(S/C)、粉煤灰掺量(FA/C)和水胶比对ECC性能的影响,对三点弯曲试验的试件进行了开裂形态及荷载-挠度曲线的比较,并对流动度、表观密度、力学性能以及韧性进行了极差分析,结合微观分析初步确定出合理的基体配合比;在此基础上进一步探究了不同粉煤灰掺量对ECC抗压性能、弯曲性能、拉伸性能和变形能力的影响。研究结果表明:风积沙对流动度、弯曲性能影响最显著,粉煤灰对表观密度、抗压性能影响最显著;当风积沙掺量为0.75、粉煤灰掺量为1.50、水胶比为0.34时材料的综合性能最好,即流动度、抗压抗折强度分别为:151 mm、50.1 MPa和17.3 MPa;粉煤灰掺量从1.50增加到3.50时,材料极限拉应变在2%~3.5%范围内波动,掺量为2.50时极限拉应变出现最大值3.5%;当掺量为3.0时轴拉试件裂缝宽度最小为100μm,此时裂缝数量最多、间距最小。风积沙掺量为0.75、粉煤灰掺量为1.5时纤维表面有明显划痕且附着水化产物,纤维在基体中能较好地发挥桥联作用;水胶比为0.36时基体密实度较低,对纤维的锚固作用会被削弱。研究为风积沙在沙漠地区铁路工程中制备高延性混凝土提供了一定的理论依据。 展开更多
关键词 ECC 风积沙 粉煤灰 力学性能 微观分析 沙漠铁路
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基于Midas GTS/NX的新疆沙漠输水明渠风积土岸坡稳定性分析 被引量:1
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作者 朱佳宁 王建新 冯成明 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第5期2036-2044,共9页
为了准确评估各类工况对新疆沙漠输水明渠风积土岸坡稳定性的影响。通过开展室内土工试验及对该渠道岸坡地质工况进行了调查,采取Midas GTS/NX软件中的强度折减法对输水明渠在未加固和加固两种工况下的竣工期、降雨期、输水期和水位骤降... 为了准确评估各类工况对新疆沙漠输水明渠风积土岸坡稳定性的影响。通过开展室内土工试验及对该渠道岸坡地质工况进行了调查,采取Midas GTS/NX软件中的强度折减法对输水明渠在未加固和加固两种工况下的竣工期、降雨期、输水期和水位骤降4个时期的二维岸坡进行稳定性计算,通过对比岸坡在未加固与加固两个工况下4个时期的整体位移量、等效塑性应变区和安全系数,对岸坡整体稳定及加固效果给出了分析及评价。结果表明:渠道未加固与加固两个工况下4个时期下风积土岸坡均处于稳定状态,安全系数均大于1.30;渠道位于输水期时,坡体前缘水压增加,有效提高渠道岸坡的安全系数,但水位骤降对风积土岸坡稳定性影响最大,降雨次之;未加固时,4个时期的岸坡等效塑性应变区呈圆弧状且已贯通;经加固后,岸坡等效塑性应变区大体沿衬砌呈直线分布,滑移带位移变形得到较好控制,极大程度降低了滑坡灾害发生的可能性。研究结果在一定程度上可以为新疆沙漠风积土输水渠道工程建设提供参考。 展开更多
关键词 Midas GTS/NX 风积土 岸坡稳定性 位移 等效塑性应变
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Effects of peat and weathered coal on the growth of Pinus sylvestrisvar. mongolica seedlings on aeolian sandy soil 被引量:3
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作者 陈伏生 陈广生 +1 位作者 曾德慧 梁超 《Journal of Forestry Research》 SCIE CAS CSCD 2002年第4期251-254,共4页
The experiment was conducted at the Ganqika Sandy Land Ecological Station in Ke抏rqinzuoyihouqi County, Inner Mongolia, in a growing season from April 28 to October 28, 2001. Peat and weathered coal were added to the ... The experiment was conducted at the Ganqika Sandy Land Ecological Station in Ke抏rqinzuoyihouqi County, Inner Mongolia, in a growing season from April 28 to October 28, 2001. Peat and weathered coal were added to the aeolian sandy soil in different ratios. Two-year-old Pinus sylvestris var. mongolica seedlings and plastic pots were used in the experiment. The experimental results indicated that: 1) the peat and weathered coal could significantly improve the physical and chemical prop-erties of aeolian sandy soil, and thus promoted the growth of seedlings; 2) the effect of peat on seedling growth, including height, base diameter, root length and biomass, presented an order of 8%>10%>5%>2%>0 in terms of peat contents, and the effect of weathered coal on seedling growth presented an order of 5%>8%>10%>2%>0 in terms of weathered coal contents for height and basal diameter, 5%>8%>2% >10%>0 for root length, and 5%>2%>8% >10%>0 for biomass; 3) the effects of peat were generally greater than that of weathered coal. Meanwhile, 8% peat was the best treatment to promote the growth of P. sylvestris var. mongolica seedlings. 展开更多
关键词 PEAT Weathered coal aeolian sandy soil Pinus sylvestris var. mongolica SEEDLINGS GROWTH
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