摘要：在纵观现有关于岩体累积损伤方面研究现状和总结氡气现有工程应用领域的基础上,尝试将氡气的探测技术应用于岩石损伤力学研究领域,从而对其岩体累积损伤演化过程进行监测。基于上述研究目的,自行设计表面氡气探测含放射性型岩累积损伤试验装置,并整合系统实施试验方案,试验结果表明:氡气探测技术能有效识别受载岩体损伤趋势;采用K-means聚类算法,并定义综合损伤程度,并发现岩体爆破累积损伤演化曲线有3个明显的阶段,并呈现"倒S"形状;基于表面氡析出率实测数据,论证了岩体氡析出率与累积损伤之间是存在着一定的线性关系,进一步验证了采用氡气探测累积损伤的可行性。表明可以通过表面氡气探测技术反映受载含放射性型岩试块累积损伤,最终得出累积损伤特征与氡析出率连续变化之间的相关关系。基于相关关系,采用氡析出率预测指标K作为损伤程度新定义,为后续多角度精准预报动力灾害提供理论依据。

摘要：受地震和降雨的影响,对我国南方铀尾矿库滩面氡析出规律研究十分重要。选取我国南方某铀尾矿库的铀尾砂样品,制备了1.0 m×1.0 m×0.8 m分层压实的铀尾矿库滩面缩尺模型,运用自主研制的大型自然灾害综合模拟试验装置,探究了地震-降雨作用下铀尾矿库滩面氡析出率的变化规律。试验结果表明,在模拟地震峰值加速度一定的条件下,随模拟降雨量的增加,红土覆盖层表面裂隙的发育、扩张愈发明显;覆盖层表面氡析出率呈现出先降后升的趋势,在模拟降雨量为中雨(12.5 mm/24 h)时达到最低;通过灰色关联分析可知,降雨量较地震峰值加速度对表面氡析出率的影响更大。因此,合理设计铀尾矿库滩面排洪系统并严格落实滩面防洪措施显得更为重要。

摘要：为了深入研究深部铀矿岩氡析出机理,依据相似模型试验原理,设计了水灰比、砂胶比、微硅粉含量和精铁粉含量的4因素3水平正交设计方案,共设计了9组材料配比方案,得到了27个试样的相关物理力学参数,其中饱和密度均值为2.34 g/cm^3,单轴抗压强度均值为54.12 MPa,弹性模量均值为2.00×10~4MPa,泊松比均值为0.19,镭含量均值为1.70 Bq/g;并采用极差分析方法分析了各因素对相似材料物理力学参数影响的敏感性;最后通过MATLAB对试验数据进行多元回归分析。研究结果表明,各项物理力学参数基本满足花岗岩型铀矿岩相似材料模型试验的要求,最终得到优化配合比为:水灰比0.3、砂胶比1.18、微硅粉占水泥质量0.14%、精铁粉占水泥质量0.24%,并采用该优化配合比进行了试验验证。该分析结果可为研究深部铀矿岩氡析出机理提供理论依据。

摘要：为了探究覆土层含水率和粒度分形分布对氡析出规律的影响,制备不同粒度分维值和含水率的覆土试样进行氡析出试验。根据氡产生的机理,设计一套氡测量装置并用局部静态法以测定相应覆土层表面的氡析出率。采用相关分析方法研究覆土层氡析出规律与含水率和分维值的关系,构建氡析出率与含水率和分维值之间的分段线性函数。结果表明:在相同含水率、不同粒度分形分布时,氡析出率随分维值增大而减小,并且当分维值增加到一定值时,氡析出率开始趋于稳定;在相同粒度分形分布、不同含水率时,氡析出率先是随着含水率增大而增大,但是当含水率增加到一定值时,氡析出率却开始减小。氡析出率会受到含水率和粒度分形分布的综合影响。

摘要：空气渗流对铀矿岩氡析出率具有显著影响.为保证试样之间初始条件一致,选取南方某铀尾砂、石英砂为骨料,水泥为胶结料,辅以掺和料(精铁粉、微硅粉)、改性外加剂(早强剂、减水剂)和蒸馏水,基于相似理论及正交实验制备并优选最符合实验要求的模拟铀矿岩试样.通过设计实验方案,综合考虑温度、围压和含水饱和度等影响因素,开展了多因素作用下模拟铀矿岩气体渗透性变化规律的研究.实验结果表明:随着围压、温度和含水饱和度的增大,试样气体渗透率均呈降低趋势;就试样气体渗透率降幅而言,含水饱和度的影响最为明显,围压次之,温度的影响相对较小;含水饱和度、围压与温度在对试样气体渗透率影响时,存在明显的耦合作用.本研究填补了铀矿开采领域在此方面的研究空白.

摘要：采用自主设计的极端条件下多场耦合作用下氡析出测试装置,探究了在耦合作用下砂岩型类铀矿岩的氡析出规律。试验块以南方某铀尾矿砂为骨料,以高强水泥、精铁粉、蒸馏水为基础原料模拟衡阳汪家冲盆地白垩系砂岩。试验结果表明,析出罐内的试验块氡析出率与超声波功率呈线性增长。在激振器水平往复式振动作用下,氡析出率随频率增长而增加。在温度梯度的作用下,随着温度梯度递增,氡析出率也随之增大。在温度一定时,在低频振动和超声波共同作用下,试验组氡析出率的变化率趋于定值。通过正交试验方差分析,得出在三因素下,温度显著性最大,为控制氡析出提供了优先控制因素。

摘要：双向低频振动引起铀尾矿库滩面覆盖层控氡效果劣化是其结构设计中应加以考虑的一项问题。以铀尾砂与本地红土为原材料,制备干燥、自然和饱和三种含水状态下铀尾矿库滩面覆土层试样,基于自制激振组合氡析出试验装置,开展双向低频振动下铀尾矿库滩面覆土层氡析出试验。结果表明,不同含水状态的铀尾矿库滩面覆土层在低频振动条件下,均大致呈现降氡效率随覆土厚度增加而增加的趋势,其中当覆土厚度为5 cm时,降氡效率分别为54.14%、50.32%、60.51%;当激振频率为10 Hz左右时,干燥、自然状态覆土表面氡析出率均达到峰值,分别为0.135 Bq/(m^(2)·s)、0.089 Bq/(m^(2)·s),而饱和状态覆土表面氡析出率在15 Hz的低频振动条件下达到峰值0.118 Bq/(m^(2)·s);双向低频振动对覆土层控氡效果的影响程度表现为:饱和状态>干燥状态>自然状态。

摘要：为了研究铀矿山采掘作业低频振动对高温铀矿围岩氡析出规律的影响,选取南方某铀尾矿砂、石英砂等原材料制备类铀矿岩试块,基于正交试验原理设计0~40 Hz与30~50℃两种因素条件下共计25组对比试验。试验结果表明:在一定时间范围内,单因素测量条件下低频振动与高温加热对试块的氡析出率均有提升作用,但是随着振动频率的上升,氡析出率会呈现一个先增大后减小的趋势,30 Hz时氡析出率达到最大值;在低频振动与高温持续加热耦合作用下,氡析出率变化呈三维立体曲面,在曲面振动频率30 Hz、试块测量温度为50℃位置时氡析出率达到最大值,试验结论可为铀矿井氡防护优化提供一定的参考。