聚丙烯纤维混凝土耐久性与冻融损伤模型研究

掺入适量聚丙烯纤维即可以提高混凝土力学性能,又能够很好地改善混凝土耐久性。通过完成不同纤维掺量聚丙烯纤维混凝土抗水渗透试验、抗冻试验,得出耐久性最佳配合比。利用现有理论,结合数值分析最小二乘拟合方法,建立以相对动弹性模量和冻融累积损伤为损伤变量聚丙烯纤维混凝土的冻融损伤模型,完善现有软岩隧道喷层支护耐久性理论,对于软岩隧道支护技术发展具有广泛推广意义。     

新型混凝土喷层试验研究及工程应用

根据聚丙烯纤维混凝土结构力学原理,研究聚丙烯纤维混凝土喷层在煤矿锚喷巷道支护中适用性,结合淮北桃园矿区典型锚喷巷道工程,完成聚丙烯纤维混凝土喷层的合理配比及抗拉、抗压、抗剪等指标的室内试验.数值模拟结果表明,与普通混凝土喷层相比,聚丙烯纤维混凝土喷层中的应力分布较均匀,有较好的让压能力;工业性试验证明聚丙烯纤维混凝土喷层抗拉强度高、韧性好、回弹量低及工艺简单等特点,具有较高的推广应用价值.     

喷射纤维混凝土在深井地下空间支护应用关键技术

为了解决深井地下空间支护困难,提出了将高韧性改性聚丙烯(粗)纤维与高弹模纤钢纤维混杂掺加到水泥基材料中形成复合水泥基材料,通过喷射工艺在围岩表面形成支护层与锚杆、锚索形成共同支护体的支护方案.试验发现:混杂聚丙烯(粗)纤维水泥基复合材料,适合深井巷道围岩的支护,其中聚丙烯(粗)纤维掺量为体积率0.4%,钢纤维掺量为体积率0.6%;用有限元软件模拟分析法FIAC确定纤维混凝土喷层厚度,可以节约喷层材料;在初喷支护45 d后进行纤维混凝土二衬喷射施工,可以避开应力的高峰,使支撑的中心向岩体内部移动.通过矿压显现观测证明纤维混凝土喷层试验段围岩稳定性好于素混凝土试验段.     

聚丙烯纤维混凝土喷层在矿业工程中的应用

随着煤炭开采向深部发展,地压显现十分明显,围岩变形量大,巷道破坏严重,对安全生产和经济效益产生较大的消极影响。采用普通混凝土喷层,施工后不久易出现裂缝,甚至逐渐发展到剥落和掉块,丧失了对围岩的封闭和支护作用,特别是在一批新型可伸长锚杆相继问世以后,这一不匹配问题更加突出。将聚丙烯纤维作为煤矿巷道混凝土喷层的辅助加强筋,能有效的解决这一难题。通过对聚丙烯纤维混凝土喷层的工业性试验研究可知,聚丙烯纤维有效提高了喷射混凝土的粘聚性,使喷层抗拉强度高、韧性好,且有效降低混凝土的回弹率和用量,施工工艺简单。由于不增加施工难度和工程费用,且力学性能优良质量可靠,在煤矿锚喷巷道支护中的应用前景十分广阔。     

硬岩隧道锚喷支护施工过程非线性有限元分析

聚丙烯纤维喷混凝土作为隧道锚喷支护中的新型支护方式,具有施工便捷特点,并可以改善混凝土的性能和耐久性。文章采用非线性有限元法对东巨寺沟硬质围岩铁路隧道进行了大断面开挖-锚喷支护施工全过程分析,分析了施工过程中围岩的位移变形、应力、塑性区分布特征,验证了隧道支护后的围岩稳定性和支护效果。     

合成纤维混凝土楼板中长期非荷载抗裂性能

为了探讨解决现浇混凝土楼板中长期非荷载抗裂性的难题,对聚丙烯纤维混凝土的平板进行了中长期抗裂试验,研究聚丙烯纤维对提高混凝土中长期抗裂、抗渗等耐久性能的效果和机理,通过实际工程的应用进一步验证了聚丙烯纤维对混凝土裂缝有较好的抑制作用。研究结果表明,聚丙烯纤维对混凝土中长期裂缝有较好的抑制作用;聚丙烯纤维能有效改善混凝土的抗渗性能;聚丙烯纤维使混凝土的抗拉强度、拉伸极限应变、临界断裂时的最大裂缝宽度增加。使用聚丙烯纤维混凝土楼板具有较显著的经济效益和社会效益。     

改性脱硫石膏基喷射混凝土结构应用与监测

为了验证改性脱硫石膏基喷射混凝土的现场支护效果,在丁集煤矿某高抽巷联巷进行了现场喷射支护试验,分别用改性脱硫石膏基混凝土和水泥基混凝土对同一巷道的不同部位进行喷射支护,并在不同喷射段分别设立监测站,实时监测了喷层支护结构中的环向、轴向钢筋应力和混凝土应变,对比分析可见,改性脱硫石膏基混凝土喷层支护结构具有较高的承载力和抗变形能力,因此脱硫石膏基喷射混凝土应用于巷道支护是可行的。     

微硅粉在桥梁混凝土中的应用

根据某高速公路大桥桥面铺装层的设计要求,对厚100mm的C50防水混凝土进行了微硅粉聚丙烯纤维混凝土的配合比设计、性能试验和桥面铺装施工措施研究。结果显示,采用聚丙烯纤维和微硅粉补偿收缩的混凝土具有优良的抗裂、抗渗、耐磨、抗冲击、抗疲劳等性能。     

弱胶结软岩巷道锚网喷架联合支护技术

为研究弱胶结软岩遇水易泥化、崩解对软岩巷道变形破坏的影响,以东胜井田某矿主斜井弱胶结软岩巷道支护工程为研究对象,通过室内试验分析弱胶结软岩遇水软化机理;通过理论计算,提出全断面锚网喷架支护方案并给出具体支护参数;利用有限元分析软件MIDAS/GTS对弱胶结软岩巷道全断面锚网喷架支护方案进行数值仿真分析.研究结果表明:较大孔隙的微观结构和较高的伊利石、蒙脱石等亲水性物质含量是导致弱胶结软岩遇水破坏变形的主要因素;全断面锚网喷架支护形式能够确保支护体系充分发挥作用,围岩变形量较小.     

软岩巷道如何实施锚网喷支护

软岩巷道支护是煤矿生产中一项长期复杂的工程，也是严重影响安全生产的关键环节，利用锚网喷支护技术可以有效提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，减小岩（土）体侧向变形，增强边坡的整体稳定性。本文通过分析软岩巷道特点，对实施锚网喷支护过程中的主要技术．设计要点及在施工与管理中应注意的问题进行了论述。并提出在实施锚网喷支护过程中应注意的问题。     

黑河引水工程0号隧洞软岩支护及快速施工

介绍了在黑河引水工程０号隧洞采用激光束导向量测、上导硐超前掘进、耙斗机上下装岩、水泥卷封孔爆破、双快硬锚喷支护、多工序平行作业、条带跳槽衬砌的方案进行软岩支护和快速施工的技术成果。     

大强煤矿深井软岩马头门支护技术

以大强煤矿副立井马头门硐室为工程背景,根据工程地质条件和围岩特点,借助FLAC3D有限差分程序进行传统支护下的数值计算。结果表明,该硐室采用传统的锚网喷＋锚索＋普通混凝土支护形式,出现围岩变形明显、应力集中程度大、硐室围岩整体失稳破坏的情况。为解决这一问题,结合软岩工程力学理论及室内物化实验结果,分析马头门硐室的破坏机理,提出恒阻大变形锚网索＋底角锚杆＋柔层桁架耦合支护的力学控制对策。实践表明,新型支护技术有效地控制了深井软岩马头门硐室围岩的大变形破坏,取得了良好的支护效果,具有推广应用价值。     

新型棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪性能试验与比较

针对最新引进日产棒状聚丙烯纤维和喷射混凝土衬砌中常用的钢纤维,通过18组72个混凝土试样的双面剪切试验,研究了不同基体强度、不同纤维掺量混凝土抗剪强度变化特性.试验结果表明:①棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪强度随着纤维掺量增加呈现先增大后减小的趋势,钢纤维混凝土抗剪强度随着纤维掺量增加而增大;②纤维掺量在0.5%以内,棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪强度增大幅度接近钢纤维混凝土,纤维掺量在0.5%以上,棒状聚丙烯纤维混凝土抗剪强度增大幅度低于钢纤维混凝土;③两种纤维对C30混凝土抗剪强度的改善一般比C50混凝土大.最后,基于回归分析理论得到纤维混凝土抗剪强度拟合计算公式,公式计算结果与试验结果比较一致.     

巷道锚喷补偿收缩钢纤维砼支护结构数值分析

巷道支护结构稳定是煤矿安全生产的前提,结合巷道混凝土破坏特征和混凝土材料复合增强原理,提出喷射补偿收缩钢纤维混凝土作为支护材料。以朱集矿-965水平轨道大巷为工况,采用ANSYS数值软件对巷道锚杆-喷射补偿收缩钢纤维混凝土支护结构的稳定性进行数值分析。考虑围岩作用下锚杆与喷射补偿收缩钢纤维混凝土支护体系建立三维有限元模型。采用弹塑性D-P本构模型进行计算,得出围岩-支护结构体系下围岩的应力场、位移场、塑性区以及支护内力的分布规律。通过荷载步设置探讨巷道开挖对围岩稳定性的影响,以及支护结构的受力特征,找出巷道支护结构的"危险点"和围岩的应力集中区。提出喷射补偿收缩钢纤维混凝土的支护措施。通过工业性试验验证了该支护结构体系能够有效地改善和提高支护结构的稳定性。     

软岩大变形隧道锚喷支护的力学效应及失效原因分析

目前隧道锚喷支护设计仍采用以经验为主的工程类比法,由此造成支护参数与围岩地质条件不能完全匹配,在软弱岩体隧道中常引发围岩失稳大变形现象。以油坊坪隧道为例,首先对现场围岩失稳及破坏特点进行了分析,运用剪切滑移理论对锚喷支护系统的力学效应进行计算分析。计算结果表明,设计的锚喷支护参数具有足够的安全度,现场围岩失稳主要是由于施工扰动,促使本来较为软弱破碎围岩进一步恶化,造成锚喷支护体系无法达到设计的支护抗力,加上远超过计算值的实际形变围岩压力最终形成剪切破坏;据此提出施工方面的建议,为类似条件下隧道施工避灾减灾提供参考。     

复杂地质条件下锚杆联系链的围岩锚固机理探讨

介绍一种与锚杆联合使用的锚杆联系链及其组合支护方式,重点研究其围岩锚固机理,采用数值模拟和现场试验的方法对锚杆联系链组合支护效果进行分析。结果表明,锚杆联系链、锚杆和混凝土喷层三者之间的有机结合提高了围岩的自支撑能力;锚杆联系链组合支护具有作业时间短、安装方便、结构简单、成本低等优点;在兼具喷锚网支护优点的同时,锚杆联系链组合支护也弥补了喷锚网支护的不足,是对矿山现行支护方式的补充和改进。     

山区复杂地层人工挖孔桩施工中一些问题的分析与防治

针对山区复杂地层人工挖孔桩施工中，遇到大孤石、软弱夹层、破碎岩体、淤泥、流砂层较厚及地下水极为丰富时，很容易出现工程质量问题，如涌砂塌孔、桩端基岩有夹层、桩身混凝土离析等情况，从勘察、成孔、钢筋笼、桩芯混凝土等方面分析了这些问题并提出相应的防治措施。     

基于山岭隧道高性能喷射混凝土应用研究进展

喷射混凝土因其高效、低成本和高质量，广泛应用于山岭隧道工程中。目前喷射混凝土强度低、回弹率高且对运营期隧道耐久性影响差，已成为亟待解决的问题。针对目前喷射混凝土存在的一系列问题，对高性能喷射混凝土在山岭隧道工程中应用取得的重大进展进行综述。以喷射混凝土在山岭隧道工程应用为背景，首先从掺液体速凝剂、优化材料组分及掺纤维增强材料三个方面系统阐述提高隧道喷射混凝土力学性能实现途径；然后从抗渗性能、抗冻性能、抗碳化性能以及硫酸盐侵蚀性能四个方面系统阐述改善隧道喷射混凝土结构耐久性保障技术。最后结合当前喷射混凝土在山岭隧道建设中存在的问题和发展需要，指出山岭隧道工程喷射混凝土结构应用技术的发展方向。