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        格賓網加筋煤矸石的直剪試驗研究

        作者:石籠網廠家   發表時間:2019-05-24   訂購電話:15731818730 15003285991

        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*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。


        2、試驗材料:

        2. 1、格賓網:

            格賓網( 雙絞合六邊形鋼絲網) 是由馬克菲爾 公司生產的一種新型的土工合成材料,近年來在國 圖 1 格賓網內有較多的應用。試驗用格賓網的型號為 ZNP8* Figure 1 gabion mesh10 /2. 7,由低碳鋼絲經機器編織而成,鋼絲直徑為 2. 7 mm,表面采用了鍍鋅覆塑的防腐工藝,有高強 度、無蠕變、耐久性好等特點,5% 延伸率時的強度為 21. 2 kN /m,極限強度為 21. 2 kN /m。圖 1 為根據 剪切盒尺寸裁剪后的試樣。 

         

        2. 2 、煤矸石:

           試驗用填料為取自益婁高速公路施工現場的煤 矸石。將煤矸石從現場取回后,進行了常規土工試 驗,獲得了煤矸石的顆粒級配和主要物理參數,見圖 圖 2 試驗用煤矸石的顆粒級配

         

        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 /%

        *佳含水量 ωop /%

        *大干密度 ρdmax / ( g·cm - 3 )

        32. 8

        20. 9

        11. 9

        20

        7. 0

        2. 06


        3、試驗方法:

            試驗以長沙亞星數控技術有限公司生產的TGH - 2C 微機土工合成材料直剪拉拔摩擦試驗系統進行。該系統采用電子傳感器技術、步進電機減速傳動技術、機械杠桿砝碼( 恒壓) 加載技術、計算機信息處理技術開發的全自動試驗設備,可用于土工合成材料直剪摩擦和拉拔摩擦試驗。

            直剪試驗的剪切盒為面積遞減型,上下剪切盒的尺寸均為 300 mm × 300 mm,制樣時先按設計壓實度用煤矸石將下剪切盒填至剪切面形成土基底,再在土基座上鋪設并固定試驗土工布,然后將上剪切盒按設計壓實度用煤矸石填滿。試驗按《試驗規


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