粉煤灰增强回填碱渣工程特性的试验研究

发布时间：2018-08-26 17:18

【摘要】：碱渣与饱和卤水混合制成浆体回填到盐矿废弃盐腔可同时解决碱渣处理问题和地下废弃盐腔存在的地质隐患。回填碱渣强度是影响充填效果的重要因素。因此,为了提高回填碱渣强度,采用掺入粉煤灰制成复合碱渣对其强度特性进行改良。针对不同粉煤灰掺合比的碱渣开展了组成、力学和细观试验。研究结果表明:(1)掺入粉煤灰能明显改善碱渣的强度,使其黏聚力、内摩擦角都大幅提高,抗剪强度大幅增加;(2)粉煤灰掺合比越大,增强效果越明显,但强度并非随掺合比呈线性变化,对黏聚力而言,在0~20%内的掺合比下增加速度最快,而对内摩擦角则在20%~30%的掺合比区间增加最快,对抗剪强度而言,0~20%的掺合比内增加最明显;(3)粉煤灰掺入还可显著改善碱渣的压缩固结特性,使其固结系数大幅提高,从而提高碱渣固结速度,缩短充填工期,其中在0~10%的掺合比内对压缩固结特性改善最显著;(4)矿物组成分析表明,粉煤灰掺入改变了矿物组成,使得亲水性矿物含量急剧锐减,进而改变了其沉积特性。而细观分析则表明,粉煤灰掺入使碱渣从絮凝团细观结构变成了粉煤灰充当骨架的充填结构,且粒间支撑和拉联效应明显。从增强效果提高、压缩固结特性增强、控制成本和工期综合分析表明,最优掺合比为20%左右,建议工程中以不高于20%的掺合比作为实用掺合比即可取得较为理想的充填增强效果。该研究为揭示碱渣增强机制及废弃盐腔碱渣充填工艺优化提供了有益参考。
[Abstract]:The mixture of alkali slag and saturated brine to make slurry backfill into salt cavities can solve the problem of alkali slag treatment and geological hidden danger of underground waste salt cavities at the same time. The strength of backfill alkali slag is an important factor affecting the filling effect. Therefore, in order to improve the strength of backfill alkali slag, the strength characteristics of composite alkali slag were improved by adding fly ash. The composition, mechanics and meso-scale test of alkali slag with different fly ash blending ratio were carried out. The results show that: (1) addition of fly ash can obviously improve the strength of alkali slag, make its cohesion, internal friction angle and shear strength increase significantly; (2) the greater the ratio of fly ash to fly ash, the more obvious the enhancement effect is. However, the strength does not change linearly with the blending ratio. For cohesion, the increase speed is the fastest at the blending ratio of 0 ~ 20%, while the increase of the internal friction angle is the fastest in the range of 20% / 30% of the blending ratio. (3) addition of fly ash can significantly improve the compression consolidation characteristics of alkali slag and increase its consolidation coefficient significantly, thus increasing the consolidation speed of alkali slag and shortening the filling period. (4) the mineral composition analysis showed that the mineral composition of fly ash changed the mineral composition, the hydrophilic mineral content decreased sharply, and then changed its sedimentary characteristics. The results of meso-analysis showed that the alkali slag was changed from flocculating micro-structure to filling structure with fly ash as skeleton, and the effect of intergranular support and tensile connection was obvious. From the comprehensive analysis of enhancement effect, compression and consolidation characteristic, control cost and time limit, the optimum blending ratio is about 20%. It is suggested that the practical mixing ratio of not more than 20% can obtain ideal filling reinforcement effect. The study provides a useful reference for revealing the reinforcement mechanism of alkali slag and optimizing the filling process of waste salt cavities.
【作者单位】： 重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室;中国科学院武汉岩土力学所岩土力学与工程国家重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(No.51304187)
【分类号】：TU472

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2205611