有机硅改性树脂提升高岭石软岩稳定性：实验研究与效果分析

本文主要探讨了高岭石含量较高的软岩在工程支护中的挑战，尤其是针对膨胀型软岩的稳定性问题。当前，软岩支护加固技术主要侧重于力的平衡，忽略了提升软岩自身的力学和物理化学性能，这导致加固后的工程在短期内可能需要频繁维修。为了改变这一现状，研究者选择了内蒙古乌达矿区五虎山煤矿9号煤底板富含高岭石的泥质页岩作为实验对象，采用自由基溶液共聚和溶胶-凝胶法制备了一种室温固化有机硅改性树脂。 实验的核心内容是对比分析改性前后的软岩特性变化。通过测试改性树脂膜层对软岩表面的疏水性、牢固性和防水性，发现有机硅改性树脂能够显著增强这些性能。具体来说，岩样表面的水滴润湿角从34.7°提高到77.8°，这意味着改性后的软岩表面变得更不吸水，吸水率增量从0.80%下降至0.352%，这有利于防止水分渗透和软化，从而提高了整体稳定性。此外，块体崩解性试验显示，崩解后的颗粒分布的分形维数大幅降低，从0.8731～1.8325减小至0.0094～1.1190，这表明改性后的岩石结构更为紧密，抵抗破裂的能力明显增强。 这项研究对于软岩支护领域具有重要价值，因为它不仅关注了力学平衡，还深入到了软岩本身的改良，从而有望实现更持久的支护效果，减少维护成本，并延长工程寿命。此外，该方法也展示了有机硅改性树脂在地基加固中的应用潜力，为高岭石软岩包覆改性技术提供了新的思路和技术支持。整个研究过程遵循严谨的科学方法，从理论研究到实际应用，对于推动我国煤炭工业软岩支护技术的进步具有积极意义。