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 加筋筋材特性試驗研究現(xiàn)狀 6
1.2.4 煤矸石對地下水系統(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 煤矸石顆粒級配試驗 13
2.1.3 煤矸石液塑限試驗 20
2.1.4 煤矸石擊實試驗 23
2.1.5 煤矸石的pH及含硫量試驗 26
2.2 煤矸石力學(xué)特性 27
2.2.1 煤矸石承載比試驗 27
2.2.2 煤矸石直剪試驗 31
2.2.3 不同摻土量煤砰石物理指標之間的關(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 浸泡時間對污染淋溶特性的影響 39
2.3.2固液比對污染淋溶特性的影響 40
2.3.3 pH對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 44
2.5.1 鋼絲拉伸試驗結(jié)果分析 46
2.5.2 網(wǎng)片拉伸試驗結(jié)果分析 47
2.5.3 不同單元尺寸網(wǎng)片的拉伸試驗對比分析 55
2.5.4 網(wǎng)孔尺寸和網(wǎng)絲直徑對拉伸試驗結(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)片絞邊強度試驗 67
2.6.1 絞邊強度試驗裝置與試驗方案 67
2.6.2 絞邊強度試驗結(jié)果分析 70
2.6.3 不同單元網(wǎng)孔尺寸的網(wǎng)片絞邊試驗對比 79
2.6.4 絞邊試驗與拉伸試驗對比分析 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殘余強度的衰減量 102
3.3.5 不同摻土量煤矸石峰值抗剪強度分析 104
3.3.6 不同摻土量煤矸石殘余抗剪強度分析 106
3.3.7 不同摻土量煤矸石峰值強度與殘余強度對比分析 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 煤矸石動態(tài)淋溶對地下水的影響 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)計理論簡介 127
6.2 加筋邊坡土壓力計算 128
6.3 加筋邊坡的拉筋設(shè)計 129
6.3.1 邊坡未加筋時的穩(wěn)定性驗算 129
6.3.2 筋材的容許強度 129
6.3.3 筋材設(shè)計 130
6.4 加筋邊坡穩(wěn)定性驗算 132
6.4.1 外部穩(wěn)定性驗算 133
6.4.2 內(nèi)部穩(wěn)定性驗算 135
6.5 多級邊坡的設(shè)計及穩(wěn)定性分析 137
6.5.1 多級邊坡的設(shè)計原則 137
6.5.2 二級邊坡的設(shè)計及穩(wěn)定性分析 137
6.5.3 三級邊坡的設(shè)計及穩(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 填筑高度對煤矸石路基沉降的影響 157
7.3.2 包邊土厚度對煤矸石路基沉降的影響 162
7.3.4 壓實度對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力響應(yīng)研究 174
7.5.1 交通荷載在FLACZD軟件中的實現(xiàn) 174
7.5.2 計算模型建立與參數(shù)選取 175
7.5.3 動力計算結(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 基于實測數(shù)據(jù)的煤矸石路堤沉降預(yù)測 186
8.1 引言 186
8.2 高速公路煤矸石路堤沉降預(yù)測方法 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)測法 189
8.2.5 各種預(yù)測方法的優(yōu)缺點評述 191
8.3 沉降觀測與沉降預(yù)測 192
8.3.1 沉降觀測 192
8.3.2 沉降預(yù)測 194
8.4 基于模糊隨機可靠度理論的沉降預(yù)測結(jié)果評價 196
8.4.1 模糊隨機可靠度理論相關(guān)函數(shù)的建立 197
8.4.2 模糊隨機失效概率的計算 197
8.4.3 煤矸石路堤沉降的模糊可靠度及其指標計算 198
第9章 煤矸石路堤病害分析與防治 200
9.1 涵洞病害工程實例 200
9.1.1 工程概況 200
9.1.2 涵洞沉降點監(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)計算 206
9.4.2 包邊整型 207
9.4.3 振壓夯實 208
9.4.4 壓實度控制 209
9.5 動電技術(shù)對煤矸石污染地下水中污染物質(zhì)的修復(fù) 211
9.5.1 動電修復(fù)的基本理論 211
9.5.2 動電修復(fù)的影響因素 213
9.5.3 動電系統(tǒng)材料與方法 213
9.5.4 動電修復(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題 242
10.1.2 施工特點 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 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 工程實例 250
10.2 煤矸石混合料加筋土臺背回填施工技術(shù) 250
10.2.1 煤矸石混合料臺背回填施工準備 250
10.2.2 煤矸石混合料臺背回填工藝 250
10.2.3 煤矸石混合料臺背碾壓施工機理 253
10.2.4 煤矸石混合料臺背回填施工現(xiàn)場質(zhì)量控制 256
10.2.5 煤矸石混合料臺背回填驗收質(zhì)量控制 261
10.2.6 煤矸石混合料臺背回填施工注意事項 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 280