加砂泥浆在砂性地层中的堵塞机制及成膜结构分析

泥水盾构在高透水地层成膜困难是当前工程中亟待解决的难题,在泥浆中添加粗粒材料是解决此问题的一种有效手段。文章采用自行设计的泥浆侵入地层成膜试验装置,选取轻质砂作为泥浆粗粒材料,改变其粒径,测定不同添加量和不同加载条件下的成膜滤失量和成膜时间,分析粗粒材料的粒径对成膜特征的影响,并由此提出一种三角化计算方法,可用于快速确定粗粒材料对地层孔隙尺寸的影响范围。结果表明:(1)在本试验地层条件下,添加粗粒材料可显著减小粒间孔隙尺寸,有效提高堵塞效率;(2)粗粒材料的粒径对成膜特征有较大影响,粒径较小的粗粒材料堵塞效果更好,其成膜特征较为稳定,粒径较大的粗粒材料成膜特征波动性较大;(3)不同粒径粗粒材料参与下最终形成的泥膜结构不同,粗粒材料粒径较大时形成混合型泥膜结构,粒径较小时形成双层型泥膜结构。     

越海泥水盾构隧道泥浆流变特征试验研究

针对目前不同因素作用下海水泥浆流变特征及流变方程不明的问题，选取两种典型的增黏剂开展一系列室内流变试验，探究不同增黏剂含量及环境温度对海水泥浆流变参数的影响规律，并从微观层面揭示泥浆流变参数变化机理。结果表明：相较于羧甲基纤维素钠（CMC），同等含量的增黏剂聚阴离子纤维素（PAC）具有更好的海水泥浆流动性增强效果，可显著提升泥浆黏度和物理稳定性，含0.4%PAC、12%钠基膨润土的海水泥浆的黏度有较大程度提升；不同PAC含量下海水泥浆流动模式均符合幂律模型，且随温度的升高，其稠度系数k和流变指数n分别呈下降和增加趋势；微观角度上，增黏剂分子链上的羟基与膨润土颗粒之间相互作用形成分子内氢键，是增黏剂起到增强泥浆流动性作用的主要原因。     

冻融循环作用下改良路基填料损伤特性研究

为了使分散性土可直接作为路基填料,文章提出采用木质素磺酸钙改良分散性土并测定其物理力学性质,判定其工程适用性。主要结论如下:(1)随着木钙掺量的增加,土体的液限、塑限以及最优含水率均出现下降,土样的破坏模式逐渐过渡至塑性破坏;土体抗压强度先增大后减小,压缩系数先减小后增大;(2)随着土样养护龄期的延长,改性土的无侧限抗压强度也逐渐增大,压缩系数不断减小:(3)当木钙掺量为1%、养护时长为28 d时.改性土的土体结构稳定性较好,各项指标基本满足路基填料的要求。     

温拌剂对沥青性能指标的影响研究

为了进一步明确温拌剂对基质沥青的改性机理,通过试验研究了不同温拌剂掺量时,沥青软化点、针入度、针入度指数和黏度的变化规律,进而分析温拌剂对基质沥青高温性能、感温性能和黏温性能的影响。试验结果表明,随着温拌剂掺量的增大,沥青的软化点增大,温拌剂的掺入能明显改善沥青的高温性能;随着温拌剂掺量的增大,针入度逐渐降低,针入度指数逐渐增大,沥青的温度敏感性逐渐变好;当温度低于100℃时,增大温拌剂掺量会使沥青黏度增大,而当温度高于100℃时,增大温拌剂掺量反而会使沥青黏度降低。综合考虑,当温拌剂掺量为2%~4%时,沥青的黏温性能最好。     

砂卵石地层中大断面泥水盾构泥膜形态研究

文章以南京地铁十号线越长江隧道为研究对象,采用离散元数值模拟与室内模型试验相结合的方法研究了砂卵石地层条件下,大断面泥水盾构隧道施工过程中泥膜生成—破坏—再生成的动态过程以及泥浆渗透范围,探讨了不同泥水压力条件下盾构施工对周围环境的影响。研究表明,采用的离散元方法能较好地重现泥水盾构施工过程中泥膜的动态变化过程;在泥水盾构施工中,泥水压力的选取对控制地层变形与掌子面稳定性具有十分重要的作用;针对砂卵石地层条件采用试验配置的泥浆,在泥水盾构开挖过程中可以形成渗透性泥膜,试验中泥膜最后形成的外曲线为椭圆的纯圆锥体,锥体最大旋转半径约为0.3D,泥膜最大渗透距离在盾构前方0.4~0.5D处,泥膜范围随着盾构掘进而向前推进。     

复合改性沥青的路用性能研究

重点阐述了复合改性沥青路用性能试验,包括高温稳定性试验、低温抗裂性能试验、水稳定性试验。从试验结果可以得出以下结论:随着BRA掺量的增加,n值出现了先减小后增大的趋势,表明随着BRA掺量的增大,复合改性沥青沥青混合料对应力变化的敏感性先减小后增大。     

布敦岩沥青与SBR复合改性乳化沥青制备及性能研究

文章采用先改性后乳化、边乳化边改性和先乳化后改性三种不同方法制备布敦岩沥青与SBR复合改性乳化沥青,通过储存稳定性、蒸发残留物含量、粒度分析等试验确定三种不同制备方法对布敦岩沥青与SBR复合改性乳化沥青的适用性;选用最佳方法制备不同布敦岩沥青掺量的布敦岩沥青与SBR复合改性乳化沥青,并通过沥青基本性质、布氏黏度、DSR试验对采用低温蒸残方式获取的蒸发残留物进行性能评价,探索布敦岩沥青对SBR改性乳化沥青高温性能的提升效果及其最佳掺量。试验结果表明:通过边改性边乳化方法制备的布敦岩沥青与SBR复合改性乳化沥青沥青含量高、储存稳定性好、颗粒均匀,加入布敦岩沥青的SBR改性乳化沥青的高温性能显著提升,3%掺量时综合性能最佳。     

氯丁橡胶掺量对改性乳化沥青水泥砂浆性能的影响研究

为研究氯丁橡胶对乳化沥青水泥砂浆性能的影响,文章对氯丁橡胶乳液掺量(占乳化沥青质量比)分别为0、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%时改性乳化沥青水泥砂浆拌和物的流动性、分离度和扩展度等工作性能以及硬化砂浆的抗压强度和抗折强度等力学性能进行了试验分析。研究结果表明:氯丁橡胶使改性乳化沥青水泥砂浆的流动性先减小后增大,在掺量为40%时,流动性最差;改性剂的加入可以改善改性CA砂浆的分离度;氯丁橡胶掺入改性CA砂浆中,会降低硬化体的抗压强度和抗折强度,掺量小于10%时,改性乳化沥青水泥砂浆的抗压强度和抗折强度急剧降低,掺量超过10%后,力学强度下降不太明显;加入少量氯丁橡胶在一定程度上可以增加改性CA砂浆的柔性。     

石灰改良红黏土试验研究

针对红黏土液限高、塑性指数高的特点、收缩变形大、含水率高,文章采用不同掺量的石灰对红黏土进行改良,并设计界限含水率试验、击实试验及加州承载比(CBR)试验,分析石灰改良红黏土物理力学性质的变化规律。结果表明:随着石灰掺量的增加,土体液限和塑性指数逐渐减小,塑限逐渐增加,当石灰掺量达到7%时,液限从55.3%下降到48.2%,塑限从29%增加到33.9%,塑性指数从26.3下降到14.3;最大干密度随着石灰掺量增加逐渐减小,承载比随着石灰掺量增加大幅度增加,石灰掺量达到7%时,最大干密度和承载比分别为1.65和34%,最终确定石灰的最佳掺量为7%。     

纳米复合天然岩改性沥青及其混合料性能研究

为研究纳米复合天然岩沥青(RCA)改性对基质沥青及其混合料性能的影响,文章通过室内试验研究了不同纳米TiO_2掺量下RCA改性沥青及其混合料的路用性能,并与目前使用较普遍的SBS改性沥青、BRA改性沥青和基质沥青以及相应的混合料进行对照分析。结果表明,RCA改性对沥青混合料的综合路用性能最好,特别是对高温抗车辙能力提高最为明显,且随着纳米TiO_2掺量的增加,各项性能指标均有所提高,但是其增速逐渐变缓,纳米TiO_2对混合料路用性能的影响逐渐变弱。综合考虑性能变化规律和经济效益,推荐RCA改性中纳米TiO_2的合理掺量为1%。     

废弃轮胎橡胶粉改良膨胀土的室内试验研究

为了提高废弃轮胎的循环利用率和减少膨胀土所引起的工程问题,文章将20目和30目的废弃轮胎橡胶粉分别以0%、10%、15%、20%的配比掺入膨胀土制成改性土样,进行击实试验、直接剪切试验、膨胀性试验及收缩性试验,研究改良后膨胀土性质的变化特征。试验结果表明,随废旧轮胎橡胶粉掺量的增加,改性膨胀土的最大干密度逐渐降低;抗剪强度和内摩擦角φ较素膨胀土显著增大,粘聚力c值略有下降;膨胀性指标降低,线缩率及收缩系数略有减小。     

盾构隧道壁后同步注双液浆配合比试验研究

盾构隧道施工中盾尾同步注浆对控制地面下沉等具有重要作用。为使盾构隧道同步注双液浆具有良好的性能,文章选用水、水泥、膨润土、稳定剂及水玻璃作为原料,利用控制变量法进行试验研究,探讨了双液浆的不同配合比对凝胶时间、流动度、泌水率、弹性模量、抗压强度等指标的影响。结果表明:水灰比对双液浆的抗压强度影响较大,对泌水率的影响较小,仅考虑抗压强度时A液的最佳水灰比为2.40;当水灰比恒定时,随水玻璃含量增加,双液浆的凝胶时间逐渐增大,且1 h,1 d,7 d和28 d的抗压强度先增大后减小;当水玻璃含量恒定时,28 d双液浆试件弹性模量随水灰比的增大而逐渐减小;当水灰比恒定时,28 d双液浆试件弹性模量随水玻璃含量的增加而增大。     

福州地铁过江通道泥水盾构弃浆在壁后注浆材料中的再利用

采用泥水盾构掘进隧道会产生大量的废弃泥浆,其处理和运输不仅需花大量的费用,还有可能产生严重的环境污染问题。基于此,文章以福州地铁厚庭—桔园洲区间隧道泥水盾构下穿乌龙江施工为例,研究了利用泥水盾构废弃泥浆配制壁后注浆材料的可行性,采用正交试验对影响砂浆性质的水胶比、粉灰比、砂胶比、泥浆比重4个因素进行了综合优化,并探讨了它们对壁后注浆材料的影响规律。结果表明:(1)水胶比和泥浆比重是影响壁后注浆砂浆稠度、流动度和泌水率的主要因素;(2)水胶比和粉灰比是影响其凝结时间的主要因素;(3)水胶比、胶砂比和泥浆的比重是影响砂浆密度的主要因素;(4)通过控制泥浆比重和水胶比可以配制出工作性能和强度性能良好的壁后注浆材料。     

SBS/胶粉复合改性沥青性能研究

为提升沥青路面使用性能,探究SBS/胶粉复合改性对沥青性能的提升效果,文章基于针入度、软化点、延度、60℃动力黏度试验,对比不同SBS、橡胶粉掺量对SBS/胶粉复合改性沥青性能的影响,确定其最佳掺量,并基于工程实际应用,对SBS/胶粉复合改性技术的经济效益、社会效益进行分析.结果表明:SBS/胶粉复合改性沥青改性剂最佳...     

抗剥落剂对沥青混合料性能的影响及其改性机理研究

文章采用各项试验分析了不同掺量抗剥落剂对沥青混合料性能的影响,并借助分子模拟手段,研究了抗剥落剂对沥青-集料界面粘附作用的改性机理。结果显示：抗剥落剂可以增大老化前后沥青的针入度、延度,减小沥青软化点;抗剥落剂掺量增加,沥青混合料残留稳定度增强,冻融劈裂强度比、低温弯曲破坏应变值逐渐提高并在0.6%掺量时下降,但车辙试件动稳定度逐渐降低;综合考虑推荐抗剥落剂掺量为0.4%。分子模拟结果表明,0.4%抗剥落剂可使沥青-集料粘附功提升10.4%,且主要由范德华能提升引起。     

纤维对橡胶沥青混合料路用性能的影响研究

为了了解纤维对橡胶沥青混合料路用性能的影响,通过试验研究了纤维掺量对橡胶沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性的影响。试验结果表明:随着纤维掺量的增多,橡胶沥青混合料的动稳定度表现出先增大后减小的变化趋势;当纤维掺量为0.15%时,动稳定度最大,高温稳定性最好;当纤维掺量小于0.15%时,增大纤维掺量会使弯曲劲度模量和弯曲极限应变大幅增大,沥青混合料的低温抗裂性得到明显改善;而当纤维掺量大于0.15%时,再增大纤维掺量反而会使低温抗裂性变差;冻融劈裂强度比和残留稳定度随纤维掺量的变化较小,但当纤维掺量超过0.3%时,增大纤维掺量会使沥青混合料的水稳定性大幅降低。综合考虑,橡胶沥青混合料中纤维的最佳掺量为0.15%。     

Ce掺杂TiO_2光催化剂的制备及其性能研究

文章以钛酸四丁酯为前驱体,硝酸铈为Ce元素掺杂源,通过溶胶-凝胶法制备纳米Ce-TiO_2改性光催化材料。研究了Ce掺杂量、煅烧温度及煅烧时间等因素对Ce-TiO_2的光降解性能、结晶性能和晶型结构的影响。结果表明:当Ce掺量为0.2%、煅烧温度为600℃、煅烧时间为2h时,Ce-TiO_2光催化剂对亚甲基蓝溶液存在较高的光降解率;Ce掺量的增大会减弱光催化剂的结晶性能,而煅烧温度的升高可减少样品的有机杂质和增大晶粒尺寸。     

水泥改良土加固填筑边坡效果数值分析

文章以某边坡填筑为例,采用Midas/GTS软件进行建模分析,重点分析了采用素土回填、5%水泥土回填、7%水泥土回填和9%水泥土回填时的边坡水平位移、塑性区变化规律,并对不同坡率时的水泥土回填加固效果进行了分析。结果表明:采用一定掺比的水泥土回填可有效地减小边坡水平位移,但加固效果不会随水泥掺比的增大而成倍增加;采用5%、7%和9%水泥土回填改良原有填筑边坡时,使得边坡安全系数分别达到1.24、1.37和1.52,说明水泥土回填起到了良好的加固效果;当采用水泥土回填时,塑性区体积减小,且随着水泥掺比的增大,塑性区范围逐渐减小;不同坡率下,采用水泥土回填加固边坡均能起到较好的效果。     

胶粉对复合改性透水沥青混合料渗透性能的影响研究

为研究胶粉对复合改性透水沥青混合料的影响,文章采用5组胶粉掺量分别为0、5%、10%、15%、20%的透水沥青混合料进行渗透性能测试。结果表明：胶粉的加入一定程度降低了透水沥青混合料的空隙率,影响幅度为0.8%,幅度较小;胶粉掺量-连通空隙率符合二元一次关系式,胶粉掺量每增加5%,透水沥青混合料内部连通空隙率下降约0.6%,并且随着掺量的增加,空隙率中的连通空隙比例呈下降趋势;胶粉掺量对透水沥青混合料渗透系数影响规律与胶粉-连通空隙率的影响一致;在采用胶粉复合改性沥青进行透水沥青混合料设计时,应根据渗透性能要求,适当控制最大胶粉掺量。     

微表处用改性乳化沥青高温性能及评价指标研究

文章为研究丁苯橡胶(SBR)掺量对改性乳化沥青高温性能的影响,对不同SBR掺量的改性乳化沥青进行软化点、针入度、高温剪切流变与车辙变形试验,分析其高温性能影响趋势,并通过灰色关联法分析改性乳化沥青的针入度、软化点、高温流变性能与抗车辙性能的关系:结果表明:SBR的掺入能有效提高改性乳化沥青的高温性能,随着SBR掺量的增加,改性乳化沥青软化点、复数剪切模量、车辙因子与临界温度呈上升趋势,说明SBR掺量的增加可以有效提高改性乳化沥青高温抗车辙能力,降低其高温敏感性;改性乳化沥青混合料的抗车辙能力随着SBR掺量的增加而提高;通过灰色关联分析发现可采用改性乳化沥青的针入度与相位角(58℃)表征其抗车辙能力。