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[摘 要]以格賓網為筋材,以不同壓實度的煤矸石為填料,進行了加筋煤矸石的直剪試驗,獲得了不同壓實度煤矸石與格賓網間的直剪摩擦系數。試驗結果表明: 煤矸石與格賓網的直剪剪應力和位移的關系為非線性,剪應力峰值隨法向應力的增加而增大,直剪試驗曲線呈穩態型。格賓網與煤矸石的直剪界面強度隨煤矸石壓實度的增加而增大,符合莫爾庫侖強度型; 格賓網與煤矸石間有較好的拉拔摩擦特性,直剪摩擦系數大于 1; 加筋格賓網后,煤矸石的直剪強度得到了提高,主要是通過提高內摩擦角來實現的。
1、概述:
煤矸石是煤炭生產加工過程中產生的廢棄物,是我國最大的固體廢棄物源。目前我國煤矸石已累計堆存了約 45 億 t,每年還會新產生煤矸石 3 ~ 3. 5億 t。煤矸石的大量堆積不僅會占用大量土地,而且會污染大氣和水體,對礦區的生態環境造成極大的破壞 。國內對煤矸石綜合利用主要有資源回收利用和工程利用兩種途徑,前者需要將混合排放的煤矸石進行復選,考慮到復選的成本,對我國的煤矸石進行復選利用很不經濟。因此,我國現存的絕大多數煤矸石更適合于用作公路、鐵路填料。目前已有很多學者對煤矸石的工程特性進行了研究,一些研究成果也得到了成功應用 。
加筋土技術 是上世紀六十年代由法國工程師 Henri Vidal 提出,具有強度高、適應性廣、成低本、施工簡便等諸多優點,目前在公路、鐵路、水利、市政等領域得到廣泛應。一些學者和工程技術人員嘗試著將加筋土技術與煤矸石相結合,修建了加筋煤矸石擋墻,取得顯著的經濟、社會和環境效益 。
在加筋土工程中,筋土界面摩擦特性是一個重要內容,關系到加筋土結構的筋材布設和穩定性驗算。目前對煤矸石與筋材的界面摩擦特性研究還不多見。本文以煤矸石為填料,經編土工格柵為筋材,通過不同壓實度煤矸石與經編土工格柵的直剪和拉拔試驗,研究了煤矸石與經編土工格柵間的界面摩擦特性。
表 1 | 試驗用煤矸石的主要物理特性 | |||||
Table 1 the characteristics of coal gangue | ||||||
液限 ωL - 20 /% | 塑限 ωp /% | 塑性指數 Ip | 自由膨脹率 δef /% | 最佳含水量 ωop /% | 最大干密度 ρdmax / ( g·cm - 3 ) | |
32. 8 | 20. 9 | 11. 9 | 20 | 7. 0 | 2. 06 |
[7] | 進行,控制剪切速度為 1 mm /min。 |
程》 |
表 2 | 直剪試驗結果 | ||
Table 2 the results of direct shear tests | |||
壓實度 /% | 界面粘聚力 /kPa | 界面摩擦角 / ( °) | |
85 | 22. 76 | 41. 68 | |
90 | 25. 94 | 42. 11 | |
93 | 26. 32 | 43. 88 |
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