第1章 绪论 1
1.1 煤矸石概述 1
1.2 煤矸石填料工程技术发展现状 3
1.2.1 煤矸石作填料的工程应用 3
1.2.2 煤矸石路堤研究 4
1.2.3 加筋筋材特性试验研究现状 6
1.2.4 煤矸石对地下水系统污染模拟研究 7
1.2.5 煤矸石中重金属及酸根离子污染修复方法 7
1.3 本书内容 7
第2章 煤矸石及格宾网材料工程特性 10
2.1 煤矸石材料特性 10
2.1.1 煤矸石的组成成分 10
2.1.2 煤矸石颗粒级配试验 13
2.1.3 煤矸石液塑限试验 20
2.1.4 煤矸石击实试验 23
2.1.5 煤矸石的pH及含硫量试验 26
2.2 煤矸石力学特性 27
2.2.1 煤矸石承载比试验 27
2.2.2 煤矸石直剪试验 31
2.2.3 不同掺土量煤矸石物理指标之间的关系 34
2.2.4 煤矸石的水稳性 38
2.3 煤矸石浸泡特性 39
2.3.1 浸泡时间对污染淋溶特性的影响 39
2.3.2 固液比对污染淋溶特性的影响 40
2.3.3 pH对污染淋溶特性的影响 41
2.3.4 浸泡前后煤矸石微观结构变化 41
2.4 双绞合六边形钢丝网材料特性 42
2.4.1 双绞合六边形钢丝网的物理特性 42
2.4.2 双绞合六边形钢丝网的力学特性和耐久性 43
2.5 双绞合六边形钢丝网片拉伸特性试验 44
2.5.1 钢丝拉伸试验结果分析 46
2.5.2 网片拉伸试验结果分析 47
2.5.3 不同单元尺寸网片的拉伸试验对比分析 55
2.5.4 网孔尺寸和网丝直径对拉伸试验结果的影响 58
2.5.5 拉伸曲线模拟与分析 61
2.6 双绞合六边形钢丝网片绞边强度试验 67
2.6.1 绞边强度试验装置与试验方案 67
2.6.2 绞边强度试验结果分析 70
2.6.3 不同单元网孔尺寸的网片绞边试验对比 79
2.6.4 绞边试验与拉伸试验对比分析 80
第3章 煤矸石与格宾网界面摩擦特性 82
3.1 界面摩擦简介 82
3.2 界面摩擦方案 84
3.3 界面摩擦数据分析 90
3.3.1 不同掺土量煤矸石剪应力与剪切位移之间的关系曲线 90
3.3.2 煤矸石剪应力与剪切位移的关系曲线描述 94
3.3.3 煤矸石剪应力与剪切位移关系曲线的拟合 97
3.3.4 不同掺土量煤矸石直剪试验残余强度的衰减量 102
3.3.5 不同掺土量煤矸石峰值抗剪强度分析 104
3.3.6 不同掺土量煤矸石残余抗剪强度分析 106
3.3.7 不同掺土量煤矸石峰值强度与残余强度对比分析 109
3.3.8 格宾网与煤矸石之间的界面似摩擦系数 110
第4章 煤矸石动态淋溶对地下水的影响 112
4.1 煤矸石空隙率的影响 112
4.1.1 金属的淋溶特性 113
4.1.2 硫酸盐和硝酸盐的淋溶特性 115
4.2 数值拟合分析 117
4.3 不同污染物间相互影响分析 117
第5章 煤矸石淋溶液在地下水系统中运移的数值模拟 119
5.1 区域自然环境概况及水文地质条件 119
5.1.1 自然环境概况 119
5.1.2 水文地质条件 119
5.2 公路周边地下水环境现状 119
5.3 淋溶污染物运移的数值模拟 120
5.3.1 模拟参数的确定 120
5.3.2 淋溶液污染组分运移规律数值模拟 121
第6章 加筋煤矸石路堤边坡稳定性分析 126
6.1 加筋边坡设计理论简介 127
6.2 加筋边坡土压力计算 128
6.3 加筋边坡的拉筋设计 129
6.3.1 边坡未加筋时的稳定性验算 129
6.3.2 筋材的容许强度 129
6.3.3 筋材设计 130
6.4 加筋边坡稳定性验算 132
6.4.1 外部稳定性验算 133
6.4.2 内部稳定性验算 135
6.5 多级边坡的设计及稳定性分析 137
6.5.1 多级边坡的设计原则 137
6.5.2 二级边坡的设计及稳定性分析 137
6.5.3 三级边坡的设计及稳定性分析 145
第7章 煤矸石路堤沉降与应力数值分析 153
7.1 引言 153
7.2 模型建立与参数选取 154
7.2.1 FLAC3D模型建立 154
7.2.2 FLAC3D计算假定 155
7.2.3 本构模型与参数选择 155
7.3 煤矸石路基沉降影响因素的敏感性分析 157
7.3.1 填筑高度对煤矸石路基沉降的影响 157
7.3.2 包边土厚度对煤矸石路基沉降的影响 162
7.3.3 压实度对煤矸石路基沉降的影响 163
7.4 煤矸石路基应力影响因素的敏感性分析 165
7.4.1 煤矸石路基竖向压应力的影响因素分析 165
7.4.2 煤矸石路基水平向应力的影响因素分析 170
7.5 煤矸石路堤在交通荷载作用下的动力响应研究 174
7.5.1 交通荷载在FLAC3D软件中的实现 174
7.5.2 计算模型建立与参数选取 175
7.5.3 动力计算结果分析 177
7.5.4 交通荷载作用下煤矸石路堤边坡稳定性分析 181
第8章 基于实测数据的煤矸石路堤沉降预测 186
8.1 引言 186
8.2 高速公路煤矸石路堤沉降预测方法 186
8.2.1 双曲线拟合法 187
8.2.2 指数曲线拟合法 187
8.2.3 星野法 188
8.2.4 灰色理论预测法 189
8.2.5 各种预测方法的优缺点评述 191
8.3 沉降观测与沉降预测 192
8.3.1 沉降观测 192
8.3.2 沉降预测 194
8.4 基于模糊随机可靠度理论的沉降预测结果评价 196
8.4.1 模糊随机可靠度理论相关函数的建立 197
8.4.2 模糊随机失效概率的计算 197
8.4.3 煤矸石路堤沉降的模糊可靠度及其指标计算 198
第9章 煤矸石路堤病害分析与防治 200
9.1 涵洞病害工程实例 200
9.1.1 工程概况 200
9.1.2 涵洞沉降点监控 200
9.2 煤矸石作为路堤填料的不足 202
9.2.1 材料自身缺陷 202
9.2.2 施工阶段的问题 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 相关防治措施 206
9.4.1 涵洞结构计算 206
9.4.2 包边整型 207
9.4.3 振压夯实 208
9.4.4 压实度控制 209
9.5 动电技术对煤矸石污染地下水中污染物质的修复 211
9.5.1 动电修复的基本理论 211
9.5.2 动电修复的影响因素 213
9.5.3 动电系统材料与方法 213
9.5.4 动电修复下金属和酸根离子的迁移特性 216
9.5.5 电压的确定 218
9.5.6 电解质溶液浓度的确定 221
9.5.7 污染初始浓度的确定 222
9.5.8 土壤pH的确定 225
9.6 动电技术协同静电纺PAN纳米纤维膜PRB修复污染 226
9.7 电化学协同壳聚糖及改性壳聚糖PRB修复污染 233
第10章 加筋煤矸石施工技术 242
10.1 高填方加筋格宾煤矸石路堤施工技术 242
10.1.1 高填方煤矸石路堤的新问题 242
10.1.2 施工特点 242
10.1.3 适用范围 243
10.1.4 工艺原理 243
10.1.5 材质要求 244
10.1.6 工艺流程 244
10.1.7 施工要点 245
10.1.8 人员、材料及设备 248
10.1.9 质量控制 249
10.1.10 安全措施 249
10.1.11 效益分析 249
10.1.12 工程实例 250
10.2 煤矸石混合料加筋土台背回填施工技术 250
10.2.1 煤矸石混合料台背回填施工准备 250
10.2.2 煤矸石混合料台背回填工艺 250
10.2.3 煤矸石混合料台背碾压施工机理 253
10.2.4 煤矸石混合料台背回填施工现场质量控制 256
10.2.5 煤矸石混合料台背回填验收质量控制 261
10.2.6 煤矸石混合料台背回填施工注意事项 262
10.3 加筋材料要求及施工 264
10.3.1 格宾结构 264
10.3.2 加筋格宾结构 270
10.3.3 土工格栅 276
参考文献 280