Currently, utilization of hydrophilic polyurethane (W-OH) materials for slope protection in arid areas has proved to be a cost-effective protocol. The treatment effect highly depends on the interfacial performance between the W-OH treated and the original sandstone. This study aims to investigate the corresponding shear strength and its long-term performance under dry-wet cycles under the arid environment. The results from the direct shear test indicate the interface shear strength increases with W-OH solution concentration and decreases with the increase of water content of the Pisha sandstone. Further investigations under dry-wet cycles indicate the interface cohesion is obviously weakened by the dry-wet cycles, while the influence on the internal friction angle is not obvious. The correlation between the degradation level and the dry-wet cycles can be well fitted with the inverted Scurve using two combined exponential functions. Furthermore, the ethylene-vinyl acetate (EVA) content is utilized to enhance the durability performance under dry-wet cycles. It is found the EVA can obviously improve the bonding property and the resistance to dry-wet cycles. This study's results can serve as a solid base for the application of W-OH materials to resolve the soil erosion in the arid region.
为缓解高寒矿区扰动土体难以形成冻土带来的不利影响,选取5种W-OH浓度(0%、1.5%、2.5%、3.5%、4.5%)喷施于扰动土体底部,重构矿区冻土阻水层,进行抗压试验、入渗试验和模拟降雨试验,分别从物理性能、入渗产流产沙、经济性3个层面进行重构阻水层评价分析,采用层次分析法和专家打分法选出8个影响重构阻水层的主要因子,构建重构阻水层功能评价体系,根据综合评分选出该地区最佳的重构阻水层方案。结果表明:(1)W-OH增强了煤矸石固结体的强度,特别是4.5%W-OH浓度时效果最明显。(2)W-OH浓度上升导致重构阻水层入渗率降低,稳渗历时延长,累计入渗量减少。(3)在降雨条件下,W-OH浓度升高降低了煤矸石固结体的稳定入渗率,增加了平均产流率和平均产沙率,并且平均产流率和平均产沙率都同W-OH浓度、坡度存在正相关关系。(4)4.5%W-OH浓度方案功能综合评分最高,但在实际施工中,4.5%W-OH浓度方案易堵塞喷头,故推荐使用评分次之的3.5%W-OH浓度方案重构矿区冻土阻水层。研究结果可为W-OH在高寒矿区重构冻土阻水层应用提供理论依据。
为缓解高寒矿区扰动土体难以形成冻土带来的不利影响,选取5种W-OH浓度(0%、1.5%、2.5%、3.5%、4.5%)喷施于扰动土体底部,重构矿区冻土阻水层,进行抗压试验、入渗试验和模拟降雨试验,分别从物理性能、入渗产流产沙、经济性3个层面进行重构阻水层评价分析,采用层次分析法和专家打分法选出8个影响重构阻水层的主要因子,构建重构阻水层功能评价体系,根据综合评分选出该地区最佳的重构阻水层方案。结果表明:(1)W-OH增强了煤矸石固结体的强度,特别是4.5%W-OH浓度时效果最明显。(2)W-OH浓度上升导致重构阻水层入渗率降低,稳渗历时延长,累计入渗量减少。(3)在降雨条件下,W-OH浓度升高降低了煤矸石固结体的稳定入渗率,增加了平均产流率和平均产沙率,并且平均产流率和平均产沙率都同W-OH浓度、坡度存在正相关关系。(4)4.5%W-OH浓度方案功能综合评分最高,但在实际施工中,4.5%W-OH浓度方案易堵塞喷头,故推荐使用评分次之的3.5%W-OH浓度方案重构矿区冻土阻水层。研究结果可为W-OH在高寒矿区重构冻土阻水层应用提供理论依据。
为缓解高寒矿区扰动土体难以形成冻土带来的不利影响,选取5种W-OH浓度(0%、1.5%、2.5%、3.5%、4.5%)喷施于扰动土体底部,重构矿区冻土阻水层,进行抗压试验、入渗试验和模拟降雨试验,分别从物理性能、入渗产流产沙、经济性3个层面进行重构阻水层评价分析,采用层次分析法和专家打分法选出8个影响重构阻水层的主要因子,构建重构阻水层功能评价体系,根据综合评分选出该地区最佳的重构阻水层方案。结果表明:(1)W-OH增强了煤矸石固结体的强度,特别是4.5%W-OH浓度时效果最明显。(2)W-OH浓度上升导致重构阻水层入渗率降低,稳渗历时延长,累计入渗量减少。(3)在降雨条件下,W-OH浓度升高降低了煤矸石固结体的稳定入渗率,增加了平均产流率和平均产沙率,并且平均产流率和平均产沙率都同W-OH浓度、坡度存在正相关关系。(4)4.5%W-OH浓度方案功能综合评分最高,但在实际施工中,4.5%W-OH浓度方案易堵塞喷头,故推荐使用评分次之的3.5%W-OH浓度方案重构矿区冻土阻水层。研究结果可为W-OH在高寒矿区重构冻土阻水层应用提供理论依据。