近年來,矸石等固體廢棄物充填采煤技術(shù)得到了廣泛地推廣應(yīng)用,大量矸石深埋后將長(zhǎng)期處于相對(duì)封閉的礦井水浸潤(rùn)環(huán)境中,矸石與礦井水間存在著復(fù)雜的水-巖物理化學(xué)作用,不僅使矸石的承載性能發(fā)生劣化,而且矸石中重金屬元素的釋放-遷移產(chǎn)生二次污染,對(duì)地下水環(huán)境形成潛在的污染風(fēng)險(xiǎn)。本文以矸石-水相互作用為出發(fā)點(diǎn),采用文獻(xiàn)調(diào)研、理論分析、試驗(yàn)測(cè)試、數(shù)值模擬等多種手段相結(jié)合的研究方法,研究了水化學(xué)溶液作用下矸石的瞬時(shí)壓縮力學(xué)特性及蠕變特性,構(gòu)建了考慮水物理化學(xué)作用的矸石蠕變損傷本構(gòu)模型,從矸石的微區(qū)形貌、孔隙結(jié)構(gòu)、礦物組成等角度揭示了矸石力學(xué)特性的劣化機(jī)制;獲得了應(yīng)力-滲流-化學(xué)耦合環(huán)境下矸石在承載壓縮過程孔隙演化及滲流規(guī)律,基于靜態(tài)浸泡試驗(yàn)重金屬元素的析出特征,探明了矸石充填體重金屬元素遷移濃度的分布規(guī)律,提出了矸石充填體重金屬環(huán)境效應(yīng)的調(diào)控方法與技術(shù)體系。取得了以下創(chuàng)新性成果:（1）測(cè)試得到了水化學(xué)溶液作用下巖性、粒徑級(jí)配、pH、固液比和浸泡時(shí)間5種因素對(duì)矸石瞬時(shí)壓縮力學(xué)特性的影響,并采用分級(jí)加載方法開展了不同浸泡時(shí)間下矸石的蠕變特性試驗(yàn),引入水化學(xué)損傷變量,表征了矸石瞬時(shí)壓縮力學(xué)參數(shù)隨水化學(xué)損傷的演變... 

【文章來源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：208 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

矸石產(chǎn)地區(qū)域分布及化學(xué)組分含量（改自文獻(xiàn)[153]）

礦 0.13 - 30.9 3.2 73.1 15.2 25.3 2.83 32.1 87.0 2.5礦 0.12 14.0 24.2 0.51 65.2 245 8.30 2.60 47.9 31.9 162礦 0.15 26.6 - 1.36 - 184 12.2 3.14 111 36.2 136礦 0.33 19.2 12.6 0.33 62.1 114 10.2 3.20 84.4 223 105礦 0.48 31.1 1.09 5.11 52.5 - 9.80 2.50 52.7 7.55 145礦 0.64 34.4 36.1 0.70 100 316 15.2 3.34 112 97.9 257礦 - 22.4 26.7 1.21 45.8 252 - 4.40 89 46.4 142據(jù)表 2-3 的調(diào)研樣品的反饋結(jié)果，矸石中富含重金屬元素，主要包括Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、Zn、Th、U 等，非金屬元s、V 等。就調(diào)研結(jié)果而言，我國(guó)西南地區(qū)包括貴州、四川等地，矸石 Co、Cr、V、Rb、Ba、Bi 等重金屬元素；華中地區(qū)包括河南等地，量的 Zr、Hg 等重金屬元素；華東地區(qū)包括山東、安徽等地，矸石中U、Mo、Sr、Pb、Zn、Be、Ni、Ga、As、Th 等重金屬元素；北方地區(qū)北部及東北地區(qū)，矸石中主要含有 Mn 和 Cu 等重金屬元素；其中，中所含的重金屬元素含量普遍高于其它地區(qū)的矸石。

種典型巖性矸石試樣的SEM圖片

【參考文獻(xiàn)】：
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