目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 煤矸石概述 1
1.2 煤矸石填料工程技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.2.1 煤矸石作填料的工程應(yīng)用 3
1.2.2 煤矸石路堤研究 4
1.2.3 加筋筋材特性試驗(yàn)研究現(xiàn)狀 6
1.2.4 煤矸石對(duì)地下水系統(tǒng)污染模擬研究 7
1.2.5 煤矸石中重金屬及酸根離子污染修復(fù)方法 7
1.3 本書(shū)內(nèi)容 7
第2章 煤矸石及格賓網(wǎng)材料工程特性 10
2.1 煤矸石材料特性 10
2.1.1 煤矸石的組成成分 10
2.1.2 煤矸石顆粒級(jí)配試驗(yàn) 13
2.1.3 煤矸石液塑限試驗(yàn) 20
2.1.4 煤矸石擊實(shí)試驗(yàn) 23
2.1.5 煤矸石的pH及含硫量試驗(yàn) 26
2.2 煤矸石力學(xué)特性 27
2.2.1 煤矸石承載比試驗(yàn) 27
2.2.2 煤矸石直剪試驗(yàn) 31
2.2.3 不同摻土量煤砰石物理指標(biāo)之間的關(guān)系 34
2.2.4 煤矸石的水穩(wěn)性 38
2.3 煤矸石浸泡特性 39
2.3.1 浸泡時(shí)間對(duì)污染淋溶特性的影響 39
2.3.2固液比對(duì)污染淋溶特性的影響 40
2.3.3 pH對(duì)污染淋溶特性的影響 41
2.3.4 浸泡前后煤矸石微觀結(jié)構(gòu)變化 41
2.4 雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)材料特性 42
2.4.1 雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)的物理特性 42
2.4.2 雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)的力學(xué)特性和耐久性 43
2.5 雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)片拉伸特性試驗(yàn) 44
2.5.1 鋼絲拉伸試驗(yàn)結(jié)果分析 46
2.5.2 網(wǎng)片拉伸試驗(yàn)結(jié)果分析 47
2.5.3 不同單元尺寸網(wǎng)片的拉伸試驗(yàn)對(duì)比分析 55
2.5.4 網(wǎng)孔尺寸和網(wǎng)絲直徑對(duì)拉伸試驗(yàn)結(jié)果的影響 58
2.5.5 拉伸曲線模擬與分析 61
2.6 雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)片絞邊強(qiáng)度試驗(yàn) 67
2.6.1 絞邊強(qiáng)度試驗(yàn)裝置與試驗(yàn)方案 67
2.6.2 絞邊強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果分析 70
2.6.3 不同單元網(wǎng)孔尺寸的網(wǎng)片絞邊試驗(yàn)對(duì)比 79
2.6.4 絞邊試驗(yàn)與拉伸試驗(yàn)對(duì)比分析 80
第3章 煤矸石與格賓網(wǎng)界面摩擦特性 82
3.1 界面摩擦簡(jiǎn)介 82
3.2 界面摩擦方案 84
3.3 界面摩擦數(shù)據(jù)分析 90
3.3.1 不同摻土量煤矸石剪應(yīng)力與剪切位移之間的關(guān)系曲線 90
3.3.2 煤矸石剪應(yīng)力與剪切位移的關(guān)系曲線描述 94
3.3.3 煤矸石剪應(yīng)力寫(xiě)剪切位移關(guān)系曲線的擬合 97
3.3.4 不同摻土量煤矸石直剪試驗(yàn)殘余強(qiáng)度的衰減量 102
3.3.5 不同摻土量煤矸石峰值抗剪強(qiáng)度分析 104
3.3.6 不同摻土量煤矸石殘余抗剪強(qiáng)度分析 106
3.3.7 不同摻土量煤矸石峰值強(qiáng)度與殘余強(qiáng)度對(duì)比分析 109
3.3.8 格賓網(wǎng)與煤矸石之間的界面似摩擦系數(shù) 110
第4章 煤矸石動(dòng)態(tài)淋溶對(duì)地下水的影響 112
4.1 煤矸石空隙率的影響 112
4.1.1 金屬的淋溶特性 113
4.1.2 硫酸鹽和硝酸鹽的淋溶特性 115
4.2 數(shù)值擬合分析 117
4.3 不同污染物間相互影響分析 117
第5章 煤矸石淋溶液在地下水系統(tǒng)中運(yùn)移的數(shù)值模擬 119
5.1 區(qū)域自然環(huán)境概況及水文地質(zhì)條件 119
5.1.1 自然環(huán)境概況 119
5.1.2 水文地質(zhì)條件 119
5.2 公路周邊地下水環(huán)境現(xiàn)狀 119
5.3 淋溶污染物運(yùn)移的數(shù)值模擬 120
5.3.1 模擬參數(shù)的確定 120
5.3.2 淋溶液污染組分運(yùn)移規(guī)律數(shù)值模擬 121
第6章 加筋煤矸石路堤邊坡穩(wěn)定性分析 126
6.1 加筋邊坡設(shè)計(jì)理論簡(jiǎn)介 127
6.2 加筋邊坡土壓力計(jì)算 128
6.3 加筋邊坡的拉筋設(shè)計(jì) 129
6.3.1 邊坡未加筋時(shí)的穩(wěn)定性驗(yàn)算 129
6.3.2 筋材的容許強(qiáng)度 129
6.3.3 筋材設(shè)計(jì) 130
6.4 加筋邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算 132
6.4.1 外部穩(wěn)定性驗(yàn)算 133
6.4.2 內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算 135
6.5 多級(jí)邊坡的設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析 137
6.5.1 多級(jí)邊坡的設(shè)計(jì)原則 137
6.5.2 二級(jí)邊坡的設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析 137
6.5.3 三級(jí)邊坡的設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析 145
第7章 煤矸石路堤沉降與應(yīng)力數(shù)值分析 153
7.1 引言 153
7.2 模型建立與參數(shù)選取 154
7.2.1 FLACZD模型建立 154
7.2.2 FLACZD計(jì)算假定 155
7.2.3 本構(gòu)模型與參數(shù)選擇 155
7.3 煤矸石路基沉降影響因素的敏感性分析 157
7.3.1 填筑高度對(duì)煤矸石路基沉降的影響 157
7.3.2 包邊土厚度對(duì)煤矸石路基沉降的影響 162
7.3.4 壓實(shí)度對(duì)煤矸石路基沉降的影響 163
7.4 煤矸石路基應(yīng)力影響因素的敏感性分析 165
7.4.1 煤矸石路基豎向壓應(yīng)力的影響因素分析 165
7.4.2 煤矸石路基水平向應(yīng)力的影響因素分析 170
7.5 煤矸石路堤在交通荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)研究 174
7.5.1 交通荷載在FLACZD軟件中的實(shí)現(xiàn) 174
7.5.2 計(jì)算模型建立與參數(shù)選取 175
7.5.3 動(dòng)力計(jì)算結(jié)果分析 177
7.5.4 交通荷載作用下煤矸石路堤邊坡穩(wěn)定性分析 181
第8章 基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的煤矸石路堤沉降預(yù)測(cè) 186
8.1 引言 186
8.2 高速公路煤矸石路堤沉降預(yù)測(cè)方法 186
8.2.1 雙曲線擬合法 187
8.2.2 指數(shù)曲線擬合法 187
8.2.3 星野法 188
8.2.4 灰色理論預(yù)測(cè)法 189
8.2.5 各種預(yù)測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)評(píng)述 191
8.3 沉降觀測(cè)與沉降預(yù)測(cè) 192
8.3.1 沉降觀測(cè) 192
8.3.2 沉降預(yù)測(cè) 194
8.4 基于模糊隨機(jī)可靠度理論的沉降預(yù)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià) 196
8.4.1 模糊隨機(jī)可靠度理論相關(guān)函數(shù)的建立 197
8.4.2 模糊隨機(jī)失效概率的計(jì)算 197
8.4.3 煤矸石路堤沉降的模糊可靠度及其指標(biāo)計(jì)算 198
第9章 煤矸石路堤病害分析與防治 200
9.1 涵洞病害工程實(shí)例 200
9.1.1 工程概況 200
9.1.2 涵洞沉降點(diǎn)監(jiān)控 200
9.2 煤矸石作為路堤填料的不足 202
9.2.1 材料自身缺陷 202
9.2.2 施工階段的問(wèn)題 204
9.3 煤矸石的污染特性 204
9.3.1 煤矸石的成分概述 204
9.3.2 煤矸石的元素分析 205
9.3.3 煤矸石PAHs 205
9.4 相關(guān)防治措施 206
9.4.1 涵洞結(jié)構(gòu)計(jì)算 206
9.4.2 包邊整型 207
9.4.3 振壓夯實(shí) 208
9.4.4 壓實(shí)度控制 209
9.5 動(dòng)電技術(shù)對(duì)煤矸石污染地下水中污染物質(zhì)的修復(fù) 211
9.5.1 動(dòng)電修復(fù)的基本理論 211
9.5.2 動(dòng)電修復(fù)的影響因素 213
9.5.3 動(dòng)電系統(tǒng)材料與方法 213
9.5.4 動(dòng)電修復(fù)下金屬和酸根離子的遷移特性 216
9.5.5 電壓的確定 218
9.5.6 電解質(zhì)溶液濃度的確定 221
9.5.7 污染初始濃度的確定 222
9.5.8 土壤pH的確定 225
9.6 動(dòng)電技術(shù)協(xié)同靜電紡PAN納米纖維膜PRB修復(fù)污染 226
9.7 電化學(xué)協(xié)同殼聚糖及改性殼聚糖PRB修復(fù)污染 233
第10章 加筋煤矸石施工技術(shù) 242
10.1 高填方加筋格賓煤矸石路堤施工技術(shù) 242
10.1.1 高填方煤矸石路堤的新問(wèn)題 242
10.1.2 施工特點(diǎn) 242
10.1.3 適用范圍 243
10.1.4 工藝原理 243
10.1.5 材質(zhì)要求 244
10.1.6 工藝流程 244
10.1.7 施工要點(diǎn) 245
10.1.8 人員、材料及設(shè)備 248
10.1.9 質(zhì)量控制 249
10.1.10 安全措施 249
10.1.11 效益分析 249
10.1.12 工程實(shí)例 250
10.2 煤矸石混合料加筋土臺(tái)背回填施工技術(shù) 250
10.2.1 煤矸石混合料臺(tái)背回填施工準(zhǔn)備 250
10.2.2 煤矸石混合料臺(tái)背回填工藝 250
10.2.3 煤矸石混合料臺(tái)背碾壓施工機(jī)理 253
10.2.4 煤矸石混合料臺(tái)背回填施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制 256
10.2.5 煤矸石混合料臺(tái)背回填驗(yàn)收質(zhì)量控制 261
10.2.6 煤矸石混合料臺(tái)背回填施工注意事項(xiàng) 262
10.3 加筋材料要求及施工 264
10.3.1 格賓結(jié)構(gòu) 264
10.3.2 加筋格賓結(jié)構(gòu) 270
10.3.3 土工格柵 276
參考文獻(xiàn) 280