【摘 要】
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露天煤矿内部道路多为泥结碎石路面,道路质量较低。采用地聚合物材料将原有路面进行重筑,可有效利用矿渣、粉煤灰等固体废弃物,改善道路粉尘污染及行车安全隐患等问题。通过室内力学性能测试,探究不同配比试样的抗压强度与抗剪强度,在此基础上,研究其疲劳性能并得到相应的疲劳寿命方程,通过层次分析法选择最优配比,并进行矿山现场筑路施工。本文主要研究工作如下:根据初始试验设计,选择A8,A11,A14三组配比进行单
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露天煤矿内部道路多为泥结碎石路面,道路质量较低。采用地聚合物材料将原有路面进行重筑,可有效利用矿渣、粉煤灰等固体废弃物,改善道路粉尘污染及行车安全隐患等问题。通过室内力学性能测试,探究不同配比试样的抗压强度与抗剪强度,在此基础上,研究其疲劳性能并得到相应的疲劳寿命方程,通过层次分析法选择最优配比,并进行矿山现场筑路施工。本文主要研究工作如下:根据初始试验设计,选择A8,A11,A14三组配比进行单轴抗压试验与变角剪切试验。A8组试样七天抗压强度为15.54MPa,二十八天抗压强度提升至39.45MPa;A14组试样较于A8组试样增加25%氢氧化钠溶液与25%水玻璃,七天强度为20.28MPa,较A8组强度上升30.5%,二十八天强度为42.37MPa,较A8组强度上升7.4%;A11组试样相较于A14组试样将粉煤灰所占比例提升,其七天抗压强度为14.9MPa,较A14组强度降低26.53%,二十八天抗压强度提升至36.41MPa,较A14组强度降低14.07%。相同配比试样的抗剪强度随剪切角度增加呈现递减趋势,A14、A8、A11三组试样在相同剪切角度下的抗剪强度逐渐降低,内聚力逐渐降低,内摩擦角近似相同但呈增大趋势。随疲劳试验最大应力水平降低,同一组配比下试样疲劳寿命总体呈上升趋势;试样位移随疲劳循环周次增加不断增加,相同配比试样的第i阶段与第iii阶段位移变化速率相同,第ii阶段位移变化速率随最大应力水平增加而变大;不同配比试样在相同最大应力水平试验时,第i阶段与第iii阶段位移变化速率随着配比变化而改变,第ii阶段位移变化速率与最大应力水平变化而改变。A11组试样的疲劳方程为:Smax=-0.0583lg N+1.0035,A8、A14组试样在三种不同应力水平下的疲劳寿命数据来自同一个总体,其疲劳方程可表示为Smax=-0.0703lg N+1.1163。在本论文所设计的三组试验配比中,粉煤灰掺量导致试样的疲劳寿命降低,碱激发剂掺量对试样的疲劳寿命无影响。通过层次分析法,以A8、A11、A14三组配比为研究对象,分析其相对于总目标的最终权重优劣次序进行排序,以伊敏露天矿山现场道路为背景,A14组配比为基础,提出基于冷再生机的地聚合物矿山筑路工艺。并对通车两年后道路进行现场取芯,测得剩余抗压强度为12.47MPa。该论文有图59幅,表38个,参考文献67篇。
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