摘要：本工作分别以平均粒径相近但形态分别为球形和碎片状的超细粉煤灰(UFA)替代硅灰制备超高性能混凝土(UHPC),对比研究了超细粉煤灰形态对UHPC工作性能、力学性能及其中钢纤维分布的影响,并从水化产物和微观结构等方面探究了超细粉煤灰形态对UHPC性能的影响机理。结果表明:与球形UFA相比,碎片状UFA的比表面积和需水量更大、活性更高。具体表现为,用于制备UHPC时,球形UFA可明显提高UHPC的流动度,但会使钢纤维下沉,并会轻微降低UHPC的力学性能;碎片状UFA对UHPC流动度的提高作用稍小,但可提高其抗折强度,此外,碎片状UFA具有更显著的大孔填充作用,在掺加碎片状UFA的UHPC中观察不到宏观气孔缺陷。

摘要：以典型固废矿渣微粉、粉煤灰、硅灰为原料制备固废基盾构惰性同步注浆材料,采用六因素五水平正交试验,开展了注浆材料力学性能及抗水分散性的试验研究。结果发现:增大碱激发剂模数,减小其掺量,则浆液抗压强度下降;水胶比、膨水比对浆液抗动水冲刷能力的影响较大;碱激发剂掺量和水胶比是影响浆液水陆强度比的主要因素。根据正交试验极差分析和综合性能平衡,确定了注浆材料的优选配合比:水胶比1.00,胶砂比0.45,膨水比0.35,减水剂掺量1.5%(质量分数),碱激发剂模数1.6,碱激发剂掺量20%(质量分数),此时注浆材料28 d抗压强度为13.02 MPa,水陆强度比为80.83%,3 h动水冲刷质量损失率为5.62%;并开展了稠度、凝结时间、泌水率和结石率等性能试验,测试指标均达到了活性浆液的要求。以上研究为工业固废在盾构注浆技术领域的应用提供了一定的研究基础和实验依据。

摘要：超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)近年来发展迅速,已广泛应用于建筑、桥梁工程等领域,在提升结构耐久性、减轻结构自重、节省全寿命周期成本等方面做出了重要贡献,取得了良好的经济技术效益。然而,目前UHPC在隧道工程中的相关研究还比较少,应用情况尚不尽如人意。通过调研总结了UHPC的研究现状和应用概况,分析了UHPC配合比设计的原理与方法,开展了UHPC工作及力学性能试验,得到了更经济的UHPC配合比设计方法,研究结果可为UHPC在隧道与地下工程中的应用提供参考和建议。

摘要：为解决隧道二次衬砌裂损整治中面临的净空限制等问题,提出采用超高性能混凝土(UHPC)代替普通混凝土作为衬砌补强材料,并对其可行性及材料力学性能要求进行系统研究。基于异性材料叠合梁理论对裂损衬砌和加固层的共同受力机制进行研究,得到加固材料的力学性能与结构受力特征之间的关系,从而得到加固工程对加固层厚度及UHPC力学性能要求;在此基础上,提出一种实体单元应力和内力换算的计算方法,并通过有限差分法数值模拟,对衬砌与加固材料之间结合面的受力特征进行分析,从而得到加固工程对UHPC和普通混凝土之间黏结强度的要求。研究结果表明:对于承载力损失不超过40%的衬砌,可采用UHPC进行加固;对于承载力损失不超过15%的衬砌,UHPC的使用可将加固层的厚度减小到10 cm左右。

摘要：以渗透结晶防水材料为研究对象,将渗透结晶防水材料掺入水泥基材料制备水泥基渗透结晶防水材料。基于X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)分析了渗透结晶防水材料的组分,在此基础上研究了渗透结晶防水材料对构件力学性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)与X射线衍射仪(XRD)对水泥基渗透结晶防水材料构件的微观形貌和物相组成进行分析,结合抗压强度回复率、抗渗压力等相关数据,阐明水泥基渗透结晶防水材料作用机理。研究表明,渗透结晶防水材料的主要成分为氧化钙、硅酸钠、二硅酸钠、碳酸钙、氢氧化钙、稠环芳烃类减水剂、乙二胺四乙酸盐。掺入渗透结晶防水材料的水泥基渗透结晶防水材料,其力学性能、抗渗性能、自愈合性能优越,即7,14和28 d的抗折强度分别为2.65,3.29和4.35 MPa,抗压强度分别为12.11,14.57和16.77 MPa;一次抗渗压力与二次抗渗压力分别为0.8和0.9 MPa;7,14,28和56 d的抗压回复率分别为80.91%,90.35%,100.44%和105.90%。水泥基渗透结晶防水材料的作用机理:渗透结晶防水材料中硅酸钠、二硅酸钠与水泥中的钙离子发生反应形成水化硅酸钙凝胶(C—S—H凝胶),有效修补裂缝;氧化钙、碳酸钙以及氢氧化钙作为钙离子补偿剂提供大量钙离子,在水环境下有效促使裂缝愈合;碳酸钙在水环境中缓慢溶解产生Ca^(2+),CO_(2)-3以及HCO-3,CO_(2)-3与HCO-3结合大量钙离子生成碳酸钙结晶,与C—S—H凝胶协同作用对水泥基材料的裂缝进行封堵。

摘要：为实现土压平衡盾构快速高效掘进,文章依托厦门地铁2号线3标湿地公园站—五缘湾站区间盾构施工,进行盾构主要掘进参数的影响因素研究,分析了泡沫剂参数与盾构掘进参数的内在关系。通过4种泡沫剂的室内配比试验,并结合现场试验,研究泡沫剂浓度、气液比和泡沫注入比对改良土体的内摩擦角和容重的影响。结果表明,泡沫剂浓度增大1%,渣土内摩擦角减小约2.43°;泡沫剂各参数对刀盘扭矩影响程度是泡沫浓度>泡沫流量>膨胀率,对盾构推力影响程度是泡沫浓度>膨胀率>泡沫流量,泡沫浓度对两个掘进参数的影响都最大。当采用改变泡沫系统参数来改善掘进状况时,优先选择改变与掘进参数具有显著线性关系的泡沫浓度,来控制盾构推力和刀盘扭矩达到合理的数值范围,保证盾构安全、顺利掘进。在该工程施工中,泡沫浓度每提高1%,盾构推力平均减小约1710 kN,刀盘扭矩平均减小约316 kN·m。

摘要：根据成都地铁3号线和7号线部分区间的现场掘进情况,在不同泡沫剂种类、不同工程地质条件和不同原液比例设定条件下,统计分析盾构总推力和刀盘扭矩的变化情况。经分析,原液比例对盾构推力及刀盘扭矩的影响最大,拟合得到原液比例同盾构总推力及刀盘扭矩具有高度线性相关性。

摘要：针对砂卵石地层黏聚力小、内摩擦角大、渗透系数大、流动性和稳定性差等特性所导致的土压平衡盾构掘进中易发生掌子面坍塌、喷涌等难题,研制富水砂卵石地层专用聚合型泡沫剂PSA,并在全断面富水砂卵石地层进行应用。应用结果表明:聚合型泡沫剂PSA在全断面富水砂卵石地层的碴土改良效果与现场使用的进口泡沫剂相当,明显优于国产其他品牌的泡沫剂改良效果,满足全断面砂卵石地层盾构施工对碴土改良的要求。使用聚合型泡沫剂PSA每环可节约9. 5%左右的材料用量,经济优势明显,具有广泛的推广应用价值。

摘要：针对黏性土层内摩擦角小、黏聚力大、渗透系数低等特点所导致的土压平衡盾构掘进中易发生土体黏附刀盘、土舱结饼堵塞等难题,研制黏土地层专用分散型泡沫剂DCA,并在高液限、强塑性黏性土地层盾构区间进行应用。通过对新型泡沫剂应用期间盾构掘进参数分析以及与同种地层其他泡沫剂的使用情况对比,对泡沫剂的应用效果进行评价。应用结果表明: 1)分散型泡沫剂DCA的碴土改良效果与现场使用的某进口泡沫剂相当,产品性能优于国内同类产品,满足强风化泥岩地层及砂卵石夹泥岩复合地层盾构施工对碴土改良的要求;2)使用分散型泡沫剂 DCA每环可节省10%~ 15%的材料用量,成本较优,经济效益明显,具有广泛的推广应用价值。

摘要：基于以膨润土、甲基硅酸钠等为原料自主研制的活性增强剂B-SMC,采用在碱性渗透剂中添加与不添加B-SMC制备水泥基渗透结晶型防水材料(B-SMC-1,B-SMC-0),研究B-SMC对防水材料基本和自愈合性能的影响,且对其物相组成和微观形貌进行分析。结果表明:活性增强剂B-SMC可提升防水材料的基本和自愈合性能,试件B-SMC-1的抗压与抗折强度、湿基面黏结强度、抗渗与自愈合性能均优于B-SMC-0和成品C试件,且满足GB 18445—2012《水泥基渗透结晶型防水材料》的指标要求;B-SMC-1试件中未水化的硅酸二钙、硅酸三钙被B-SMC活性增强剂激发,络合生成亚稳态的钙离子络合物,钙离子络合物与裂缝引入的CO_(3)^(2-)及HCO_(3)^(-)反应生成碳酸钙晶体,碳酸钙晶体与C-S-H凝胶、钙矾石进行复合,有效弥合裂缝,显著提升B-SMC-1试件的自愈合性能。