煤矸石衰变对路堤稳定性影响研究
发布时间：2021-01-30 14:59
本文以淮南某矿区煤矸石路堤加高加宽工程及当地工程条件为研究背景，以该矿区煤矸石材料为研究对象，通过采用煤矸石室外现场筛分试验、室内物理力学试验和FLAC3D数值模拟相结合的研究方法，系统地研究了煤矸石材料在风化作用下随时间衰变过程中颗粒粒径变化、级配重组及其相对应衰变后的物理力学特性的变化规律，阐述了煤矸石材料衰变对路堤及加高后的稳定性影响，针对淮南某矿区煤矸石路堤进行设计优化和施工控制。主要研究内容结论如下：煤矸石在风化作用影响下随时间衰变的过程中颗粒粒径级配发生了改变，表现为颗粒粒径由大变小，粗料含量减小，细料含量增大，从而引起煤矸石物理力学特性的变化，这一过程主要发生在煤矸石填料衰变时间1年之内，在随后煤矸石衰变过程中煤矸石材料粗细料含量比及物理力学特性趋于稳定。采用FLAC3D数值模拟研究煤矸石材料随时间衰变过程中对路堤稳定影响表明：在最佳含水量条件下，煤矸石路堤稳定性随煤矸石材料衰变时间过程中先增大而后减小，在煤矸石衰变2个月内安全系数较快增长，煤矸石衰变第3年时达到最大值，在随后煤矸石衰变过程中安全系数下降幅度微小并趋于稳定。在煤矸石饱水条件下，煤矸石路堤随着煤矸石衰变时间...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
淮南某矿区煤矸石道路路堤和铁路路堤Figure1-1TheCoalgangueembankment
硕士学位论文1.2 研究的目的和意义（Research Objective and Significance）由于我国现行的道路设计规范中，并没有涉及对煤矸石填料技术指标和施工工艺的要求和标准，一些学者通过对煤矸石化学组成、物理力学特性及煤矸石工程力学性质的研究，提出了一些针对煤矸石路用性能要求的研究成果；一些工程成功应用，也证实了煤矸石可以作为路堤填料。煤矸石是一种较为特殊的材料，稳定性较差，极易受到外界因素影响造成物理、化学性质及工程力学特性的改变，但煤矸石发生衰变对路堤的稳定性影响（见图 1-2）研究目前较少，因此研究煤矸石衰变对路堤稳定性的影响，可为煤矸石路堤的设计和施工提供借鉴，尤其是煤矸石用作道路路堤材料及推广有着极为深刻的意义。
（c） （d）图 2-1 现场筛分试验Figure 2-1 The screening test所取的 6 组试验样品，利用方孔筛分仪进行筛分，测得煤矸石材料于 100mm 的煤矸石）在不同衰变时间下的颗粒分布和级配情况，见表 2-1 煤矸石衰变不同时间的煤矸石级配表Table 2-1 The coal gangue decay at different times grading table石个月孔径 d/mm 53 37.5 31.5 26.5 筛上煤矸石质量 m/kg 2.677 5.379 3.598 2.13 通过率/% 91 74 63 57 孔径 d/mm 16 13.2 9.5 4.75 筛上煤矸石质量 m/kg 2.734 5.001 2.247 2.56 通过率/% 44 29 22 14 孔径 d/mm 53 37.5 31.5 26.5
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矸石的风化性质对公路路用性能的影响[J]. 张雁,孟凡凤,郭利勇,张选,李中华. 煤炭工程. 2011(12)
[2]不同粒径级配煤矸石散体压缩变形试验研究[J]. 涂强,张修峰,刘鹏亮,朱南京. 煤炭工程. 2009(11)
[3]风化煤矸石入渗规律模拟[J]. 胡振华,王电龙,呼起跃,李鑫. 中国水土保持科学. 2008(02)
[4]边坡稳定有限元分析中的三个问题[J]. 王栋,年廷凯,陈煜淼. 岩土力学. 2007(11)
[5]煤矸石自然风化及人工模拟风化过程中盐分及pH值的动态变化——以平朔露天矿区为例[J]. 秦俊梅,白中科,马祥爱,李俊杰,吕春娟,马芳. 土壤通报. 2007(04)
[6]煤矸石作为高等公路路基填料的应用研究[J]. 程秋月. 交通世界（建养.机械）. 2007(07)
[7]煤矸石填筑路基施工技术[J]. 蔺清君. 河南科技. 2007(06)
[8]煤矸石的环境危害及综合利用研究[J]. 刘迪. 气象与环境学报. 2006(03)
[9]煤矸石作铁路路基的技术经济分析[J]. 赵国智,李仲学,刘峰. 中国煤炭. 2006(03)
[10]煤矸石作为高速公路路基填料的应用[J]. 闫秀萍. 公路交通科技. 2006(02)
博士论文
[1]强度衰减路基稳定性及其路面结构力学响应研究[D]. 管延华.中国矿业大学 2011
硕士论文
[1]基于有限元的粉砂土路基边坡稳定性分析[D]. 徐云哲.东北林业大学 2012
[2]滇西红层软岩地区特高路堤稳定性研究[D]. 陈乡寿.重庆交通大学 2012
[3]煤矸石在高路堤填筑中的关键技术研究[D]. 李桂花.山东大学 2012
[4]煤矸石填筑路基的应用研究[D]. 颜美.重庆交通大学 2011
[5]煤矸石自然风化进程中风化物理化性质变化研究[D]. 郑彬.内蒙古农业大学 2009
[6]煤矸石在公路工程中的应用研究[D]. 程红光.长安大学 2009
[7]煤矸石在公路路基工程上的应用[D]. 申建.吉林大学 2008
[8]风化砂岩填筑路基工程特性研究[D]. 史刚雷.长安大学 2008
[9]高速公路煤矸石路基路用性能研究[D]. 狄升贯.长安大学 2008
[10]煤矸石的活性与应用研究[D]. 赵秀峰.长安大学 2008
本文编号：3009105
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
淮南某矿区煤矸石道路路堤和铁路路堤Figure1-1TheCoalgangueembankment
硕士学位论文1.2 研究的目的和意义（Research Objective and Significance）由于我国现行的道路设计规范中，并没有涉及对煤矸石填料技术指标和施工工艺的要求和标准，一些学者通过对煤矸石化学组成、物理力学特性及煤矸石工程力学性质的研究，提出了一些针对煤矸石路用性能要求的研究成果；一些工程成功应用，也证实了煤矸石可以作为路堤填料。煤矸石是一种较为特殊的材料，稳定性较差，极易受到外界因素影响造成物理、化学性质及工程力学特性的改变，但煤矸石发生衰变对路堤的稳定性影响（见图 1-2）研究目前较少，因此研究煤矸石衰变对路堤稳定性的影响，可为煤矸石路堤的设计和施工提供借鉴，尤其是煤矸石用作道路路堤材料及推广有着极为深刻的意义。
（c） （d）图 2-1 现场筛分试验Figure 2-1 The screening test所取的 6 组试验样品，利用方孔筛分仪进行筛分，测得煤矸石材料于 100mm 的煤矸石）在不同衰变时间下的颗粒分布和级配情况，见表 2-1 煤矸石衰变不同时间的煤矸石级配表Table 2-1 The coal gangue decay at different times grading table石个月孔径 d/mm 53 37.5 31.5 26.5 筛上煤矸石质量 m/kg 2.677 5.379 3.598 2.13 通过率/% 91 74 63 57 孔径 d/mm 16 13.2 9.5 4.75 筛上煤矸石质量 m/kg 2.734 5.001 2.247 2.56 通过率/% 44 29 22 14 孔径 d/mm 53 37.5 31.5 26.5
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矸石的风化性质对公路路用性能的影响[J]. 张雁,孟凡凤,郭利勇,张选,李中华. 煤炭工程. 2011(12)
[2]不同粒径级配煤矸石散体压缩变形试验研究[J]. 涂强,张修峰,刘鹏亮,朱南京. 煤炭工程. 2009(11)
[3]风化煤矸石入渗规律模拟[J]. 胡振华,王电龙,呼起跃,李鑫. 中国水土保持科学. 2008(02)
[4]边坡稳定有限元分析中的三个问题[J]. 王栋,年廷凯,陈煜淼. 岩土力学. 2007(11)
[5]煤矸石自然风化及人工模拟风化过程中盐分及pH值的动态变化——以平朔露天矿区为例[J]. 秦俊梅,白中科,马祥爱,李俊杰,吕春娟,马芳. 土壤通报. 2007(04)
[6]煤矸石作为高等公路路基填料的应用研究[J]. 程秋月. 交通世界（建养.机械）. 2007(07)
[7]煤矸石填筑路基施工技术[J]. 蔺清君. 河南科技. 2007(06)
[8]煤矸石的环境危害及综合利用研究[J]. 刘迪. 气象与环境学报. 2006(03)
[9]煤矸石作铁路路基的技术经济分析[J]. 赵国智,李仲学,刘峰. 中国煤炭. 2006(03)
[10]煤矸石作为高速公路路基填料的应用[J]. 闫秀萍. 公路交通科技. 2006(02)
博士论文
[1]强度衰减路基稳定性及其路面结构力学响应研究[D]. 管延华.中国矿业大学 2011
硕士论文
[1]基于有限元的粉砂土路基边坡稳定性分析[D]. 徐云哲.东北林业大学 2012
[2]滇西红层软岩地区特高路堤稳定性研究[D]. 陈乡寿.重庆交通大学 2012
[3]煤矸石在高路堤填筑中的关键技术研究[D]. 李桂花.山东大学 2012
[4]煤矸石填筑路基的应用研究[D]. 颜美.重庆交通大学 2011
[5]煤矸石自然风化进程中风化物理化性质变化研究[D]. 郑彬.内蒙古农业大学 2009
[6]煤矸石在公路工程中的应用研究[D]. 程红光.长安大学 2009
[7]煤矸石在公路路基工程上的应用[D]. 申建.吉林大学 2008
[8]风化砂岩填筑路基工程特性研究[D]. 史刚雷.长安大学 2008
[9]高速公路煤矸石路基路用性能研究[D]. 狄升贯.长安大学 2008
[10]煤矸石的活性与应用研究[D]. 赵秀峰.长安大学 2008
本文编号：3009105
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