盾构隧道管片及接头耐火试验

盾构隧道衬砌由预制钢筋混凝土管片通过螺栓连接拼装而成,存在很多薄弱接头,这使其在火灾高温条件下会呈现出更加复杂的力学响应。因此,为了获取盾构隧道管片及接头高温下力学性能,对7组足尺管片试件进行了火灾试验,研究了火灾类型(ISO834、HC及RABT标准升温曲线)、管片类型(标准块、标准块接头及封顶块接头)和密封设置对盾构隧道管片在火灾高温下力学性能的影响。试验结果表明：①在较快的升温速率和较高的温度下,管片受火面混凝土发生严重剥落,导致大量钢筋外露,影响盾构管片高温下承载力,威胁盾构隧道衬砌结构安全;②当各试验距受火面25 mm处混凝土温度均超过《建筑设计防火规范》规定的耐火极限判断标准时,试验管片变形较小且未出现破坏现象,可知仅将温度作为隧道内承重结构体耐火极限判定依据较片面和保守;③管片接头处手孔密封设置及接缝密封设置分别对连接螺栓螺母和螺杆起到了很好的保护作用,但对止水条的温度变化趋势和特征影响不大;④混凝土严重剥落导致的管片厚度减少、大量裂缝产生造成的管片完整性下降以及混凝土水分受热蒸发留下的与外界贯通的毛细孔道均严重降低管片的抗渗性能。     

水泥土搅拌法加固淤泥质黏土的试验研究

针对多因素下水泥土搅拌法加固淤泥质黏土的强度规律及变形差异问题,对水泥土进行一系列的无侧限抗压强度试验,对比分析了水泥掺入量与养护条件对水泥土搅拌法改善淤泥质黏土强度、变形特性的影响规律。试验结果表明:随着水泥掺入量的增加,水泥土无侧限抗压强度增大,但水泥土破坏时的应变变形变小,脆性增大;在不同养护条件下,同一水泥掺入量下水中养护的水泥土强度值是软土养护试块强度的2倍,并且水中养护试件的变形能力、破坏时的应变以及残余强度等皆强于其余二者。对于软土养护水泥土试件,同一水泥掺入量下水泥土强度最小,但破坏时的强度值近似,并且其塑性变形大,脆性低。因此,可采用改变水泥掺入量或掺入外加剂改善水泥土养护环境,满足水泥土搅拌法加固淤泥质黏土的设计要求。     

负温环境对水泥水化程度及混凝土强度的影响研究

为研究负温、常温养护下的水泥水化程度和混凝土的强度增长规律,选定水胶比为0.24和0.38,在混凝土中加入粉煤灰和矿粉为掺合料,同时加入不同掺量的引气剂作对比,测试混凝土试块在养护至7 d、14 d、21 d、28 d、84 d的抗压强度,分析对比其规律。研究表明:-3℃养护下,水泥水化程度在14 d后变缓,同龄期下水泥水化进程约为常温养护下的50%;常温养护下,矿物掺合料的效应在84 d以后发挥效果较明显;-3℃养护下,混凝土强度约为常温养护下的60%,矿物掺合料的效应不明显,引气剂的加入对低水胶比的混凝土试块强度影响更大。     

用比强度指标分析养护条件对磨细锶渣活性效应的影响

将未经煅烧或经过800℃煅烧后的磨细锶渣按胶凝材料总质量的30%掺入水泥中制备水泥胶砂试件,在水、潮湿空气和自然空气3种不同养护条件下进行养护,得到3、7、28、60、90 d的抗折、抗压强度值;用比强度指标分析煅烧前后磨细锶渣抗折、抗压活性变化情况,以及各养护条件下磨细锶渣抗压、抗折活性随龄期发展规律.研究结果表明:煅烧对锶渣强度活性的影响程度不大,工程应用元需对锶渣进行煅烧处理;同时还提出了适合于锶渣的最佳养护条件.     

接触溶蚀条件下喷射混凝土钙离子析出规律探究

隧道排水系统中碳酸钙结晶是造成排水管堵塞的重要原因，其主要来自于混凝土中析出的游离钙离子等产物。为研究接触溶蚀条件下喷射混凝土析出钙离子的规律，配制了固定配合比的一批混凝土试块，开展了为期30 d的去离子水浸泡试验，测试了溶液中的钙离子浓度、析出量和溶液pH值的变化情况。结果显示：经过28 d标准养护后取出并随即浸泡的试块，浸泡周期内单块试块钙离子溶出量低于20 mg·L^-1;脱模后立即放入去离子水进行浸泡的试块，在浸泡周期内水溶液pH值保持在12.5～12.8,单块试块钙离子溶出浓度最高为164.2 mg·L^-1;脱模后立即放入去离子水浸泡的试块，若以24 h为周期进行每次1 L去离子水的固定体积换水，并对每次换下的水溶液进行钙离子浓度检测后计算钙离子质量，得出浸泡周期内水溶液pH值从12.4逐渐递减11.0,单个试块平均溶出的钙离子质量为1 092.78 mg,最高达1 149.21 mg;取脱模后的试块切割为等高度的三部分后进行浸泡，不换水条件下试块钙离子溶出量最高为227 mg·L^-1,换水条件下试块在30 d内...     

干冰对硅酸盐水泥水化硬化性能的影响

为了增强二氧化碳在硅酸盐水泥中的应用,探究了干冰对于硅酸盐水泥凝结时间、净浆流动度和净浆强度、砂浆强度的影响。试验结果表明:干冰掺入量低于1. 2%时,净浆凝结时间先缩短后延长,但凝结时间均低于未掺入干冰的试件。当干冰掺入0. 6%时,凝结时间最短。净浆中掺入萘系减水剂及聚羧酸减水剂后,干冰的掺入对净浆初始流动度影响较小。60分钟净浆流动度测试表明,掺入萘系减水剂对净浆试块的保坍有利。聚羧酸减水剂对净浆试块的保坍有不利影响。干冰掺入后,净浆和砂浆试块的抗压抗折强度呈现先增后减的趋势。当干冰掺入量不大于0. 9%时,干冰对抗压抗折强度均有利。干冰掺入量为0. 6%时,抗压抗折强度均达到峰值。7d、28d净浆抗压强度分别提高了6. 6%、6. 5%;砂浆抗压强度提高了11. 7%、6. 9%;砂浆抗折强度分别提高了6. 8%、7. 15%。SEM测试表明,干冰的掺入优化了水泥的硬化结构,这对干冰在硅酸盐水泥基材料中具有一定的指导作用。     

清水混凝土技术在珠岛一桥工程中的研究与应用

结合珠岛小桥改造工程项目,对清水混凝土的配合比、模板处理方式、振捣方式、养护等方面进行了试验研究.试验结果表明,粉煤灰掺量较小时,混凝土工作性能好,强度合格,外观色泽均匀;通过与BT-20对比发现,贴透水模板布的混凝土试块颜色均匀,表面无气泡;在振捣间距为14 cm、振捣时间为15 s时,外观质量好.利用清水混凝土技术,珠岛一桥清水混凝土外观质量达标,强度满足设计要求.     

双车道高速公路越江盾构隧道管片结构开发与力学分析

针对双车道高速公路越江盾构隧道,开发了一种10块等分管片结构,并进行了力学分析.结果表明:通缝拼装管片结构的变形较大,弯矩和剪力最小,纵向螺栓的剪力为零;而错缝拼装的变形较小,弯矩和剪力最大,纵向螺栓剪力较大;两种拼装条件下轴力变化不大;水土分算情况下管片结构的内力和变形比水土合算的要小.10块等分管片在特定的错缝拼装条件下,每一环管片的内力和变形是相同的,可改善管片结构的受力特征、减少配筋量.管片一环10块等分有利于优化配置运输能力和管片拼装机械手的拼装能力,同时减少管片的接头数量、增加隧道衬砌的防水能力,值得在我国双车道高速公路越江盾构隧道中推广应用.     

非均匀注浆盾构隧道管片纵缝错台量三维有限元分析

注浆压力是造成管片纵缝错台的主要原因之一,通过ABAQUS软件建立三维有限元模型对该因素导致管片的纵缝错台量进行计算。模型考虑了土层、注浆层、管片、螺栓之间的互相作用,同时结合实际工程考虑浆液因扩散对管片造成的压力,对管片布置浆液压力荷载。分别计算了4孔对称注浆,注浆压力在0~0.5 MPa范围变化时均匀注浆、非均匀注浆工况下管片纵缝错台量。结果表明： 非均匀注浆对封顶块和邻接块间错台量影响较大,且注浆压力不均匀程度越大该接缝错台量越大,最大错台量达到1.35 mm;对隧道拱腰处接缝错台影响较小,均为0.1 mm左右。拱底管片接缝错台受下部注浆孔注浆作用影响较大,下部注浆孔无注浆时错台量最大值达到0.75 mm。相对于前人研究多重因素下的管片极限错台量10 mm,非均匀注浆因素造成的管片纵缝错台不容忽视。     

水泥稳定土无侧限抗压试件制作及应注意的问题

水泥稳定材料的强度指标，通常采用龄期为7d的无侧限抗压强度。无侧限抗压试件的现场制作是评定公路基层、底基层质量好坏的重要手段和切实有效的最直接方法，也为监理人员监督混合料拌和质量提供了可靠证据。结合实践工作经验，对水泥稳定土的无侧限抗压试件制作过程中的试模选择，试件制作，养护以及强度评定等提出注意事项，以供广大公路建设参考。     

小直径盾构施工中管片纵向应力监测研究

为了探索小直径盾构法隧道在施工过程中管片纵向应力的变化规律,对北京槐房再生水厂污水隧道管片纵向应力进行了现场监测:将第976环、第1 054环管片分别设为第1和第2监测断面,2监测断面各预埋5个纵向应力计,各监测断面从本监测断面管片安装后即开始监测,当盾构掘进至第1 129环时停止监测。研究表明:1)在管片离开盾尾50环后,其纵向应力波动值小于管片拼装期间应力值的5%。2)在盾构掘进期间,管片距离盾构越远,其纵向压应力值越小。3)在管片拼装期间,管片距离盾构越远,其纵向压应力经历了先增大后减小的过程。4)管片距离盾构108环后,该管片纵向压应力趋近于0.2~0.3 MPa。5)随着盾构推进,管片纵向应力经历了4个阶段的变化过程,即周期性剧烈波动阶段—动态稳定阶段—逐渐衰减阶段—趋于稳定阶段。     

机制砂在地铁盾构衬砌管片制作中的应用

以成都地铁4号线一期工程盾构衬砌管片混凝土为研究背景,其管片C50和P12高性能混凝土应具有低水胶比、高减水率、早强、高耐久性等特点,同时还要满足抗压强度、抗渗要求。管片混凝土原材料的选择,特别是机制砂代替河砂的使用,配合比的优化,采用机制砂配制C50和P12高性能混凝土的效果较好,为机制砂在地铁盾构衬砌管片制作中应用提供了参考实例。     

基于灰色系统理论的掺钢渣粉C40混凝土性能研究

为提高钢渣再生利用率,将其磨细成粉并替代部分水泥用于C40道路混凝土中。研究不同钢渣粉替代量对C40混凝土力学性能及28d抗渗性能的影响规律,采用灰色系统理论分析钢渣粉掺量与混凝土各项性能之间的相关性;同时借助压汞试验和直接法,探讨钢渣粉对C40混凝土各项性能的微观影响机理。研究结果表明,钢渣粉的掺入降低了C40混凝土的早期强度,但合适掺量的钢渣粉可提高混凝土28d抗压、抗弯拉强度与抗渗性能;钢渣粉掺量与C40混凝土各项性能之间有较好的关联性,与7d抗压强度和28d电通量呈负相关,与28d抗压、抗弯拉强度呈正相关。钢渣粉通过改善混凝土的孔结构、降低其水化热对其宏观性能进行影响。     

明挖隧道固化土的重塑及重金属浸出特性研究

苏锡常南部高速公路常州至无锡段太湖隧道(以下简称太湖隧道)工程采用明挖法施工，存在先固化湖底淤泥开挖，后在隧道顶回填的过程。通过室内试验，研究了不同水泥掺量情况下，破碎过程对于土体强度损失规律的影响、重金属浸出规律及水稳定性。研究发现，破碎过程使得土体的强度损失较大，不同重塑固化土的强度在20～70 kPa之间，相较于破碎前的强度降低量为67%～87%。重塑固化土的强度随二次养护龄期的增加而增加，破碎的时间越早后期增长强度越高，养护总龄期为60 d时，重塑固化土的强度在123～155 kPa。Hg、Pb、As、Cr、Cu等元素的最大浸出浓度随着养护时间的增加逐渐减少，当养护龄期超过28 d后趋于稳定。无论是固化土还是重塑固化土，Cu和Hg的最大浸出浓度均保持较低值，破碎重塑没有显著增大其浸出量。破碎过程会使得其他金属元素的浸出量增加，但是总体均能够满足Ⅳ类水限值的要求。一次掺灰的重塑固化土浸水后均出现崩解情况，需要进行二次掺灰。重塑固化土的二次养护龄期超过7 d,即可获得相对较高的水稳定性。一次养护28 d后破碎的重塑固化土的强度为51.3 kPa,浸水7 d后其强度提高到83.9 k...     

UHPC 养护温度对力学性能的影响

众所周知,热养护能够显著提升UHPC的早期强度,但目前工程应用中,较高的养护温度（≥80℃）通常实现较为困难,与日益增长的绿色环保需求相违背。为了推广UHPC应用与指导工程项目的施工,提出相对容易实现的低温（30~70℃）热养护,研究30℃、50℃、70℃、90℃条件下先分别热水养护1 d、2 d、3 d和4 d的力学性能发展情况,同时与标养28 d之后的力学性能进行对比。结果表明,在30℃、50℃和70℃条件下养护4 d后,抗压强度分别是90℃热水养护2 d的69.4%、88.6%和92.9%,是标养28 d的83.8%、107.0%和112.2%。抗弯拉强度随温度和养护时间增长的变化幅度相对较小,几种养护温度4d的抗弯拉强度偏差在4%以内。可见相对低温的热养护能够满足对UHPC力学性能的要求。     

水下圆砾地层盾构隧道施工期力学响应实测研究

为研究水下圆砾石地层盾构隧道施工过程中管片结构的力学响应,以常德沅江隧道为背景,选取沅江东线隧道江中埋深最大断面,采用连续测量方式对施工过程中管片的内力变化特征及管片外水压力进行测试,并将实测数据与数值模拟结果进行对比分析。主要结论如下： 1）水下圆砾地层中盾构隧道管片结构外部水压受施工过程的影响显著,距开挖面1~10环呈波动变化,沿横断面不同位置出现最大值的时间不同,但在10环之后趋于稳定; 2）管片结构轴力受到脱环和注浆的影响明显,其中前3次注浆的影响最为显著,影响范围为1~9环,弯矩变化与轴力类似,但受注浆影响较轴力延迟1环左右; 3）稳定后管片轴力和弯矩量值均大于数值计算值,说明稳定后管片受盾构顶推、浆液固结、错缝拼装效应影响较大。     

浅埋隧道段地表高压旋喷桩抗渗效果评价研究

选取桩间土透水率降低率、桩体透水率降低率、围岩孔隙水压力降低率作为评价指标,建立了基于熵权法的定量和定性效果评价模型,评价地表高压旋喷桩在隧道浅埋段的抗渗效果。通过某山岭隧道现场压水试验和围岩水压力监测得到评价指标实测值和熵权法分析的原始数据,完成了该隧道浅埋段地表抗压旋喷桩抗渗效果的评价,评价等级为“较好”;现场开挖揭露的情况与评价结果较为吻合,表明评价模型的可靠性。     

养护方式对自流平修补砂浆早期体积变形影响的研究

为寻找适用于自流平修补砂浆的养护方式,文中研究了标准条件下养护、自然养护、涂刷养护剂、覆膜养护,以及涂刷养护剂后覆膜情况下,自流平修补砂浆的失水率、强度和早期体积变形情况.结果显示,与刷涂养护剂相比,采用覆膜养护可以更好地减少水分散失和保证试块强度的发展.在自然养护下,试件经短期膨胀后体积迅速回落,6d时体积变形表现为...     

白银隧道矿井防水堵漏加固注浆材料设备

<正>BY12-VI型水中不分散注浆料:主要应用于突水的堵漏,使用时将1000 kg BY12-VI型加入到600 kg水中高速分散剪切乳化15 min,浆液细度小于0.05 mm,初始流动度25s、30 min流动度30 s,然后用压浆泵将浆液压进突水处,当浆体与水接触时不易被水分散掉,随着注浆压力的加大,浆液逐渐把水挤退到半径1~50m以外,水中7d抗压强度大于5 MPa,28 d抗压强度大于10 MPa,28 d抗渗强度大于P12。BY12-IA型早凝早强高强注浆料:与BY12-VI型配合主要应用于突水的堵漏和抢修,使用时将1000 kg     

盾构法隧道管片环缝面不平整对结构受力影响研究

为了解环缝面不平整导致管片产生渗漏裂缝的具体影响,对衬砌环不同错缝拼装角度、环缝面不同传力方式、环缝面不同不平整度等因素对管片纵向受力及开裂的影响进行研究。主要研究结论如下: 1)因管片制作尺寸误差不可避免,设计中必须考虑环缝面不平整对管片结构受力的影响。由环缝面不平整产生的纵向不均匀接触荷载既可能是施工荷载,也可能是使用阶段的一个可变荷载。2)因管片环缝面不平整产生的纵向荷载与衬砌环分块、拼装方式及传力方式等有关,1/3 或1/4 标准块错缝拼装角度产生的最大纵向荷载要大于1/2 标准块错缝拼装角度,凸台传力方式产生的最大纵向荷载要大于垫片传力方式。当管片分块与拼装方式相同时,凸台传力方式更容易使管片产生开裂。3)在采用最不利纵向荷载时,建议取1. 0Δ(Δ 为环宽允许偏差)作为环缝面不平整度设计值,计算所得管片纵向弯矩与管片横向内力组合后按双向偏压构件对管片进行配筋,且纵向弯矩产生的裂缝开展宽度不应大于0. 1 mm。