泡沫轻质土的环境耐久性试验

为了探究泡沫轻质土的环境耐久性,进行了淡水和海水条件下泡沫轻质土的干湿循环试验以及水标养、标养、海水养护、Na_2SO_4溶液侵蚀、MgSO_4溶液侵蚀5种条件下泡沫轻质土的侵蚀试验,并对试样进行抗压强度测试,分析了淡水和海水条件下泡沫轻质土抗压强度随干湿循环次数的变化规律、不同养护条件下以及不同龄期对泡沫轻质土强度的影响。试验结果表明,泡沫轻质土的抗压强度受干湿循环的影响较大,淡水条件下的干湿循环与海水条件下的干湿循环差别不大;水的存在对泡沫轻质土强度发展有着重要的影响,海水对泡沫轻质土的强度有一定的影响但影响幅度很小;硫酸盐对泡沫轻质土的长期强度有重要影响。     

海水养护钙质砂注浆结石体的力学性能试验

为探究注浆加固钙质砂地基对海洋环境中吹填岛礁的适应性,研究海水对注浆结石体力学性能的影响规律,为注浆加固钙质砂地基的实际运用提供支撑,利用自主研制的注浆系统制作了钙质砂注浆结石体试件,采取海水养护和自然养护两种方式,开展不同龄期结石体的纵波波速、单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、剪切强度等力学性能试验,分析两种养护状态结石体强度参数随养护时长的变化规律。结果表明,试验期内,受海水影响的试件纵波波速大于自然养护的,其强度增长龄期更长,达到的最大单轴抗压强度大于自然养护的,两种养护条件的结石体泊松比随养护时长呈指数下降,后趋向基本恒定值,结石体的剪切强度随养护龄期呈上升趋势,后期随龄期增加不再有大幅度的变化。说明岛礁地基钙质砂注浆后在海水浸泡的影响下,结石体强度能够有效增长,结论为岛礁地基注浆加固提供参考。     

海水-海砂混凝土研究进展

针对混凝土结构的大规模应用导致淡水、河砂资源短缺的现状,对海水-海砂混凝土国内外研究进展及应用进行综述,包括海水和海砂自身材料特性以及海水-海砂混凝土水泥基材料的水化过程、水化硅酸钙微结构发展、力学性能、耐久性及内部钢筋锈蚀;总结当前海水-海砂混凝土研究成果并分析主要不足,指出海水-海砂混凝土作为一种凝结硬化快速、耐久性较差且易锈蚀钢筋的低成本混凝土材料,未来研究重点是将海水-海砂混凝土配合纤维增强复合材料形成组合结构、完善不同养护方式及条件对海水-海砂混凝土的影响及海水-海砂混凝土在真实复杂条件下的耐久性。     

运营期渗漏水隧道注浆材料适用性

根据运营期渗漏水隧道注浆治理对注浆材料的要求,研究普通硅酸盐水泥、水泥-水玻璃、超细水泥及聚合物水泥主要性能参数,设计开元隧道3个地质条件相似试验段,采用普通水泥、超细水泥及聚合物水泥进行现场注浆,通过雷达探测及现场工况进行注浆效果评估,结合注浆技术可行性、注浆效果及经济性,分析运营期隧道不同渗漏水条件下注浆材料适用性。研究结果表明:聚合物水泥浆液流动度、结石率及结石体强度较大,聚合物水泥浆液对含水构造渗漏水通道封堵密实;超细水泥适用于微孔隙及微裂隙渗水区域,聚合物水泥适用于裂隙密集渗漏水区或表面渗水区,普通水泥适用于空洞较大区域,水泥-水玻璃浆液适用于流量水压较大漏水区域。     

高温效应下MgO-矿粉/粉煤灰固化土强度预测

引入活性MgO-矿粉/粉煤灰胶凝材料对黏土进行固化处理,通过无侧限抗压强度试验,开展养护温度、固化剂掺量及配合比等多因素影响下固化黏土抗压强度演变规律研究,评价既有强度预测模型对于考虑温度作用的活性MgO-矿粉/粉煤灰固化黏土的适用性,根据现有试验结果提出了一种基于室内标准养护温度(约20℃)预测高温养护(以40℃和60℃为例)试样强度发展过程的方法.结果表明:高温养护不仅能有效提高试样早期强度,还可显著提高其长期强度;活性MgO-矿粉混合料固化效果明显优于活性MgO-粉煤灰,现有水泥固化黏土强度预测模型并不适用于高温作用下活性MgO-矿粉/粉煤灰固化黏土;针对高温养护试样抗压强度预测所提出的标准化处理方法被证实有效可行,40℃和60℃养护试样强度预测值与实测值拟合相关系数分别高达0.981和0.983.     

含裂纹岩石试件注浆模拟测试系统研制及试验研究

针对当前注浆实验多使用相似模拟材料制备类岩石试样,导致注浆加固效果评价不准、机理探析困难等问题,设计研发一种含裂纹岩石试件注浆性能测试系统,该系统由三联同步注浆加压系统、岩石测试系统以及数据采集系统组成。首先,对同一岩性的多个岩石试件进行单轴压缩试验获得基准参数,并得到含裂纹岩石试件;然后,利用三联同步注浆加压系统进行注浆加固,并再次开展力学性能测试获得对比参数;通过对注浆前后岩石试件力学性能及破坏形态进行对比,获得围岩注浆加固效果。利用该系统对淮南谢桥煤矿某巷道岩石进行测试分析,结果表明:注浆岩石试样强度性能取决于岩石强度和浆体材料中的较小值,注浆试件强度约为原岩力学性质的70~85%。本试验系统能够进行岩石裂隙注浆试验并对揭示围岩注浆加固机理、指导现场注浆效果具有重要意义。     

径向注浆技术在某高速公路隧道养护防水施工中的应用浅析

在日常高速公路隧道养护过程中,常常会发现各种各样的渗水问题,严重影响着高速公路隧道养护的整体效率及质量,甚至给过往车辆带来极大的安全隐患,不利于高速公路隧道日常养护的顺利进行。面对这种情况,需要做好高速公路隧道施工中的防水措施,充分发挥径向注浆技术等各种新技术在高速公路隧道防水养护中的作用,使高速公路隧道养护的目标得以顺利完成。鉴于此,本文就针对径向注浆技术在高速公路隧道防水施工中的应用进行深入分析,希望能为高速公路隧道防水养护技术的发展提供有效参考依据。     

养护及拌合条件对混凝土密实性的影响

为研究不同养护及拌合条件对混凝土密实性能的影响,通过实验室混凝土成型养护试验,以测试混凝土试件超声波波速为评价指标,分别研究了C30基准混凝土,在海水拌合及普通自来水拌合条件下,浇筑成型素混凝土和钢筋混凝土等2类试件,分别采用自然养护、自来水养护及海水养护等3种方式,测试其在养护龄期3,7,14,28 d时混凝土试件的超声波波速,以反映混凝土的密实性能。结果表明:海水拌合混凝土在混凝土早期(3～14 d),养护条件对混凝土密实性影响较小;养护后期海水拌合钢筋混凝土及海水养护钢筋混凝土中的Cl~(-1)及SO_4~(2-)与水泥水化产生的Ca(OH)_2反应,致使内部钢筋出现了部分锈蚀,混凝土内部出现了微裂纹,从而使混凝土强度及密实性均降低。其中,海水养护钢筋混凝土28 d波速降低幅度最大,降幅达11%;增加早期湿养护(自来水养护)龄期,可适当增强海水钢筋混凝土的强度和密实性。     

固化夯土材料强度特性与耐久性能试验

随着生态建筑的大力推广,夯土技术被广泛应用.基于改良夯筑方法,针对含有不同黏土矿物的膨润土、高岭土和天然土的夯土试样,开展以水泥和石灰为固化剂的11种不同配比,4种养护龄期(3、7、28、56d)条件下的无侧限抗压强度(un-confined compressive strength,UCS)试验和吸水试验,研究固化夯土材料强度特性以及耐久性能.研究结果表明:随养护龄期的增加,膨润土试样的强度逐渐增强,高岭土试样的强度先增加而后小幅衰减,而对于天然土试样,仅当水泥和石灰等量配比时,其强度先增加而后减小,其余配比条件下,试样强度逐渐增强;对于同一类试样,水泥在试样耐久性和抗风化能力方面相较于石灰表现出更好的固化作用,但石灰含量的变化对试样强度的影响效果各不相同;整体而言,3种试样中高岭土表现出最优的强度和耐久度,其次是天然土,膨润土试样的强度和耐久度最差.进一步对实验结果进行了拟合并得到固化夯土试样无侧限抗压强度增长函数模型,该函数能良好地描述其夯土材料强度增长规律.     

工业废渣固化铁尾矿的力学特性试验研究

为探究碱渣与矿粉等工业废渣固化铁尾矿的力学特性和固化机理，通过单掺和复掺碱渣、矿粉等对铁尾矿进行固化处理.通过无侧限抗压强度试验、扫描电镜（SEM）试验等方法，分析初始含水率、压实度、养护龄期、养护条件、碱渣和矿粉等对固化铁尾矿强度的影响并探讨其固化机理.结果表明，碱渣、矿粉、石灰和催化剂复配可有效改良铁尾矿无侧限抗压强度.固化材料中，矿粉对铁尾矿的强度增长起积极作用，石灰和碱渣的掺入使得矿粉的强度增长作用更为明显；催化剂在压实度较低的试样中表现出良好的强度提升作用.在标准养护条件下，固化铁尾矿0～7 d强度增长较快，7～28 d强度增长较慢；在固化材料作用下，较高初始含水率的固化铁尾矿养护强度偏低；随着压实度的增加，固化铁尾矿的强度提升，但当压实度逐渐接近100%，强度提升效果逐渐减小；泡水养护条件下，固化铁尾矿强度增长较小，其28 d强度仅为标准养护条件下试样强度的40%～50%.     

宛平城墙病害勘测及保护材料试验研究

采用红外成像仪、内窥镜等无损检测方法对宛平城墙进行现场勘测,确定宛平城墙的病害类型和规模。针对城墙出现的裂缝、缺损、空鼓病害,分别确定3种修复材料配方,对其流动性、收缩性、力学性能及耐久性能进行测试,从而筛选出与城墙原材料相匹配,适合宛平城墙修复的补缝材料、补缺材料和灌浆材料。试验结果显示,在28 d的养护条件下,碳纳米管改性的补缝石灰材料可满足修复要求,而人造水硬性石灰和天然水硬性石灰分别在灌浆和补缺修复中表现出较好的性能。     

灌浆体在三轴受压状态下的变形和强度特性分析

灌浆体在锚杆工作过程中处于一种复杂的应力状态,但随着荷载的增加,应力状态会由拉-压-压状态向压-压-压逐步转变.因此,建立的混凝土破坏模型大都基于三轴受压状态.介绍了灌浆体在三轴受压状态下的试验研究,分析了灌浆体在三轴受压状态下的变形和强度特征,并在此基础上建立了以八面体应力空间表示的三轴压状态下灌浆体的破坏准则.     

亲水性PU预聚体对PU/水玻璃注浆材料的增容性研究

以MDI-50和PEG400为单体合成端NCO的亲水性聚氨酯预聚体,利用预聚体制备改性PU/水玻璃双组分杂化注浆材料.对注浆材料固结体的力学性能和断面形貌进行表征,结果显示,亲水性预聚体对聚氨酯/水玻璃两相的相容性改善明显,注浆材料的黏结、拉伸、冲击强度显著提升.结合预聚体黏度综合考虑,以nNCO/nOH为2时合成得到的预聚体,添加量w为25%时,浆液黏度较低,流动性好,且固结体的综合力学性能最佳,其中黏结强度为4.32 MPa,冲击强度为16.9kJ·m~(-2).     

金沙土遗址裂隙灌浆材料比选室内试验研究

为探究适用于金沙土遗址裂隙加固的灌浆材料,选取了烧料礓石、SH(改性聚乙烯醇)和无机矿物聚合物与金沙遗址试验土拌合制备了三种灌浆材料。通过室内试验,对各种灌浆材料结石体试样的基本物理性能、力学性能及耐久性能进行了详细分析。试验结果表明,无机矿物聚合物灌浆材料具有较低的收缩性,能够有效填充裂隙;同时,其较高的抗折和抗压强度为提升土遗址的力学稳定性提供了可靠保障;在研究的三种灌浆材料中,无机矿物聚合物灌浆材料展现出最佳的耐久性能。因此,建议在金沙土遗址的裂隙注浆加固工程中采用无机矿物聚合物灌浆材料,研究成果将为潮湿环境下土遗址裂隙灌浆材料的选择与应用提供有益的指导。     

预应力孔道注浆脱黏缺陷的冲击回波响应特征

为区分预应力孔道因注浆体收缩导致的界面脱黏和因注浆欠密实导致的脱空两种缺陷的冲击回波响应特征,分别通过波纹管内壁界面剂的使用、浆体中膨胀剂的存在、注浆后试件的养护方式3个控制条件制取不同界面脱黏状态试件,采用波纹管内壁预埋泡沫板的方式形成注浆脱空缺陷.对4组注浆密实试件与1组注浆脱空试件的冲击回波响应进行了连续5天测试.测试结果表明:对于注浆密实试件,注浆后前2天的频谱特征与无空洞实心试件类似,第2天后因注浆体收缩导致的界面脱黏现象开始萌生,并导致试件的厚度主频显著降低及频谱结果趋于复杂,据此可较易分辨脱黏发生与否;对于注浆体中有预置空洞但界面无脱黏试件,虽然其厚度主频一直较密实无脱黏试件的低,但随注浆龄期的发展规律与后者相似,且每一测试时刻二者的频率比基本维持在0.85不变.注浆饱满试件发生脱黏后,其厚度主频发展曲线逐渐降低并与预置空洞试件的相交,此时,相互间的厚度主频相近.因此,仅凭某一时刻厚度主频的单次冲击回波测试结果难以分辨注浆空洞和界面脱黏两种缺陷,而通过注浆后4天左右的连续测试,基于厚度主频和频谱的变化规律则可较易分辨.     

烘-浸交替提高混凝土性能的试验研究

针对合理的养护以提高中等强度混凝土性能的问题,以普通混凝土试件和掺入低质灰作为辅助性胶凝材料的粉煤灰混凝土试件为研究对象,室温养护28d和90d后进行烘-浸及少量冻-融试验并测量两类试件的抗压强度和弹性模量。结果表明:28 d龄期至90 d龄期间,经适宜的烘-浸交替作用,普通混凝土和粉煤灰混凝土均达到了比设计强度高一个强度等级的效果。说明高温洒水养护不仅对早期强度有利,对一定时间内混凝土强度的提升仍有很好的作用。该结果对实际工程中重视28d-90d龄期之间混凝土的养护具有一定的指导意义。     

水溶性高聚物在盾构隧道注浆材料中的应用研究

研究了羧甲基纤维素、聚乙烯醇和聚丙烯酸钠三种高聚物对掺高效减水剂GCL1—3A的盾构隧道注浆材料泌水、流动度、凝结时间以及水泥净浆流变性的影响,结果表明,羧甲基纤维素和聚丙烯酸钠对注浆材料都具有良好的保水性,聚乙烯醇在6h后才显示出一定的保水效果。在3％（质量分数）掺量（相对于减水剂用量）下,羧甲基纤维素和聚丙烯酸钠可提高注浆材料的流动度和稳定性。此外,羧甲基纤维素和聚丙烯酸钠具有促凝作用,而聚乙烯醇具有缓凝作用。掺加羧甲基纤维素或聚丙烯酸钠的注浆材料初凝时间均为13h左右,比未掺加高聚物的注浆材料的初凝时间缩短了1h。     

遗留油页岩下分层再回收顶板稳定性试验研究

为研究遗留油页岩下分层开采时再生顶板的稳定性,以龙口某矿油页岩下分层开采为原型,结合前期研究工作中建立的再生顶板结构模型,铺设了对应的再生顶板相似材料试验模型,考虑不同压实时间、预留护顶厚度及注浆等因素对再生顶板稳定性的影响,模拟了下分层开采时再生顶板不同悬露跨距的冒落情况。结果表明,采用改进的相似材料配比来模拟再生顶板结构中的胶结再生带能较好地反映顶板二次破碎冒落的现象,与现场再生顶板的冒落情况相符;再生顶板下预留护顶可提升顶板的稳定性;再生顶板压实时间越长,顶板稳定性越好;注浆可促进组成再生顶板岩块的二次胶结,提升再生顶板结构的整体稳定性。     

聚胍修饰抗菌型海水提铀材料

通过聚六亚甲基盐酸胍(PHGC)和偕胺肟基(AO)在戊二醛条件下的交联作用,制备出一种具有高效抗菌性的新型海水提铀材料(PAM-AO-PHGC).使用傅里叶转换红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)表征材料表面的官能团和形貌.通过吸附实验研究了不同吸附条件下(pH、盐离子浓度和吸附时间)的铀吸附性能. PAM-AO-PHGC在模拟海水中的平衡吸附容量达到231.0 mg·g~(-1),吸附过程符合准二阶动力学方程.材料在海水pH(8.0)和高盐离子浓度(0.5 mol/L NaCl)的条件下,均表现出优异的铀吸附性能.此外, PAM-AO-PHGC可有效抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和海洋中广泛存在的两种弧菌的生长,聚胍的引入有望解决海水提铀材料在使用过程中的生物污损问题.