| 添加粉煤灰对煤矸石基质有效水和持水性能的影响 |
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| 引用本文： | 韩 湘,张超英,耿玉清,等.添加粉煤灰对煤矸石基质有效水和持水性能的影响[J].西北农林科技大学学报(社会科学版),2023,51(10):89-96. |
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| 作者姓名： | 韩 湘 张超英 耿玉清 等 |
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| 作者单位： | 北京林业大学 林学院，森林培育与保护教育部重点实验室 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划项目“西北干旱荒漠区煤炭基地生态安全保障技术”（2017YFC0504400）和“采煤迹地地形与新土体近自然构建技术研究”（2017YFC0504404） |
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| 摘 要： | 【目的】探索添加粉煤灰对煤矸石基质有效水分和持水能力的影响，为推进矿区生态修复和废弃物的资源化利用提供理论依据。【方法】以煤矸石和生土按照1∶1质量比混匀的煤矸石基质为研究对象，分别添加不同质量分数（0%（CK）、10%（F1）、20%（F2）和50%（F5））粉煤灰，经浇水处理后，取一部分煤矸石基质测定其颗粒组成，同时用环刀取不同处理的煤矸石基质测定其水分特征曲线，计算不同处理煤矸石基质的体积含水率（θ）和水吸力（S），用Gandner幂函数经验公式（θ＝aS-b）对参数a（表征持水能力）和b（表征体积含水率变化的快慢）进行拟合。在此基础上，计算不同处理煤矸石基质的比水容量、大中小孔隙占比、田间持水量、萎蔫系数及速效水、缓效水和有效水含量。【结果】①与CK相比，添加粉煤灰使煤矸石基质的粉粒含量显著增加了3.81~15.62个百分点，砂粒和黏粒含量显著减少了3.87~9.87个百分点和0.10~6.01个百分点。②不同处理煤矸石基质的Gardner幂函数方程拟合系数（R2）在0.953 8~0.994 7。随着粉煤灰添加量的增加，方程拟合参数a呈增加趋势，b呈减小趋势，煤矸石基质的水分特征曲线也逐渐升高。煤矸石基质的比水容量随水吸力的增大呈现出先增大后减小的趋势。在任一水平的水吸力状态下，添加了粉煤灰的煤矸石基质的比水容量均大于CK，并且随着粉煤灰添加量的增加而增大。添加粉煤灰可以减少煤矸石基质的大孔隙比例，增加中小孔隙比例，其中F1、F2、F5的中、小孔隙比例分别较CK上升1.820，3.223，4.180个百分点和4.256，6.890，12.083个百分点。③随着粉煤灰添加量的增加，煤矸石基质的田间持水量及速效水、缓效水和有效水含量显著增加，但萎蔫系数无显著变化。【结论】添加粉煤灰可以改善煤矸石基质的颗粒组成和孔隙状况，提高其有效水含量和持水能力。
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| 关 键 词： | 煤矸石 粉煤灰 水分特征曲线 有效水分 持水性能 |
| 收稿时间： | 2022/6/17 0:00:00 |
Effect of adding fly ash on water availability and holding capacity of coal gangue matrix |
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| HAN Xiang,ZHAGN Chaoying,GENG Yuqing,et al.Effect of adding fly ash on water availability and holding capacity of coal gangue matrix[J].Journal of Northwest Sci-Tech Univ of Agr and,2023,51(10):89-96. |
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| Authors: | HAN Xiang ZHAGN Chaoying GENG Yuqing |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | coal gangue fly ash water retention curve available water water holding capacity |
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