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。     

纳米纤维素材料加固土遗址初探

探讨纳米纤维素加固土遗址的可行性,将羧基改性的纳米晶纤维素(CNC)和纳米纤丝化纤维素(NFC)分别以滴渗或拌和的方式加固遗址土试样,通过不同龄期下的无侧限抗压强度试验、声波测速、水滴入渗试验和崩解试验,评估了加固试样的力学性质、固化龄期、斥水性和耐水性能.结果表明:2种材料均能在较小的掺量下适度的提高遗址土的力学强度, NFC在拌合加固中效果明显,CNC更适用于滴渗加固.声波测速试验反映了各加固试样的强度增长规律,与无侧限抗压强度较吻合.经CNC滴渗的试样斥水性有所提高,崩解速率较未加固试样降低近50%.扫描电子显微镜图像揭示了纳米纤维素与土颗粒间的胶结形态, NFC拌和样与CNC滴渗样孔隙间表现为明显的非晶相的凝絮状胶结,孔隙度大大减小, CNC拌和样胶结物凝聚现象不显著.     

面向材料老化的遗址土特性研究——以销阳城遗址为例

暴露在自然环境中的土遗址在降雨、风沙和温度变化的长期影响下，材料功能不断退化。以锁阳城遗址土为研究对象，测试遗址土物理、化学、热学和力学特性，为开展土遗址建筑材料老化机理研究提供基本参数。结果表明，不同方位城墙遗址土均为低液限黏土，矿物成分主要为石英、长石、云母、绿泥石、方解石和白云石，易溶盐主要为NaCl和CaSO₄。不同方位城墙土体颗粒及矿物组成造成物理力学性质差异。东城墙的可溶盐总量较大，矿物风化程度最大。西城墙土体的导热系数和热扩散系数最小，热劣化损伤程度最小。原生夯土比重塑试样的结构性更好，具有较高的抗压强度和抗剪强度。在土遗址夯筑砌补加固施工过程中，分层夯筑有利于提高结构稳定性。     

土遗址片状剥离加固现场渗透试验

中国西北地区存在有大量的土遗址,由于长期受到风吹雨淋及水盐运移导致表面盐分的富集,使表面片状剥离加剧,已经成为土遗址破坏的主要病害之一.通过滴渗和喷洒渗透2种试验,研究了糯米浆液和SH浆液2种新型材料对墙体表面的加固效果,采用检验墙体表面贯入阻力、渗透深度和渗透量的变化检验材料的加固效果.采用红外热成像技术判断加固后的墙体与原有墙体兼容性.结果表明糯米浆液和SH浆液均能作为新的加固土遗址片状剥离的新材料.     

固化Zn、Cl污染砂土的强度及浸出特性

为研究新型固化剂固化稳定复合Zn、Cl污染砂土的效果,依托某企业搬迁遗留场地修复工程开展现场中试试验,并结合室内无侧限抗压强度试验、pH测试以及毒性浸出等试验,探讨修复土物理力学、浸出等特性与固化剂成分、养护龄期的变化规律,分析比较了不同固化剂的固化稳定化效果.试验结果表明,固化土干密度较污染素土增加,增幅达11%~12%;固化土强度随养护龄期和固化剂掺量增加而增长,其中28 d龄期6%KMP掺量的固化土无侧限抗压强度较未固化土高6.17倍;掺加固化剂会显著提升污染土pH值,其中掺加GGBS-Mg O的固化土各龄期pH值均略大于掺加KMP的固化土;2种固化剂对Zn、Cl离子的稳定效果有所差别,总体而言,2种固化剂均能有效地稳定土壤中的Zn、Cl离子.     

一种新型土遗址加固材料的制备及加固效果评价

通过合成一种丙烯酸-有机硅-环氧树脂体系的土遗址加固材料,将其应用于成都金沙土遗址土样的加固试验.通过对加固前后土样的重量、颜色、透气性、耐溶剂性、抗水解性和耐盐安定性等主要性能的分析,评价了加固效果.结果表明,所合成的加固材料对土样具有良好的加固效果.在不影响土样颜色和透气性的前提下,其耐溶剂性、抗水解性和安定性有明显改善.加固后土样在盐酸和氯化钠溶液中长期浸泡半个月无任何开裂,而且能够经历10个抗水解性循环和5个抗硫酸钠溶液循环而不会开裂崩塌.     

积雪覆盖下遗址土的强度劣化特征试验研究

基于不同厚度积雪覆盖条件,以抗压强度、表面硬度为评价指标,分析了遗址土的劣化破坏特征,同时设置对照组,使等质量未冻水直接入渗后进行冻融循环试验.研究发现两者对遗址土冻融循环的影响相差较大,在积雪完全融化前,等质量的未冻水入渗比积雪覆盖对土体的抗压强度劣化效应更大;同一时空范围内(处于雪层下相同位置),积雪厚度越大,融化后土体强度劣化越严重;积雪覆盖边缘位置下,土样干密度越大,抗压强度损失率越大,积雪覆盖的中央位置下土样由于雪存在"保温"效应,表现出强度劣化进程较其他位置土样缓慢.在积雪覆盖下,土样表面硬度劣化特征表现为干密度越小,表面硬度损失率越大;同一干密度时,覆盖雪层越厚,随着冻融循环进行,表面硬度损失率越高.     

新型土壤固化剂在道路底基层的应用

目的在充分研究粉状土壤固化剂作用机理的基础上,复合配制一种新型土壤固化剂,测试评价其在道路底基层的应用性能.方法以水泥、高钙粉煤灰、石灰和专用激发剂为原材料,复合配制新型土壤固化剂,测试其固化土的无侧限抗压强度和间接抗拉强度、7d弯沉值、浸水膨胀量及其抗冻性,与水泥稳定土进行比较.结果随着固化剂的掺量的增大,无侧限抗压强度和间接抗拉强度相应增大,试件的密实度显著影响其无侧限抗压强度和间接抗拉强度,随着试件养护龄期的不断增大,后期无侧限抗压强度和间接抗拉强度相应增大.与水泥稳定土相比,其抗冻性能明显改善.结论以水泥、高钙粉煤灰、石灰和活性激发剂作为原料复合的新型土壤固化剂有利于公路底基层性能的提高.     

改良MICP技术加固土体强度与养护天数的关系研究

豫东北濮阳地区地处黄河中下游,该地区土质多为黄河泛滥冲积而成的粉性土,水稳定性差,毛细水作用大,干燥时强度高,但潮湿时强度显著下降,提高土体强度迫在眉睫;MICP技术是近年来兴起的一项多学科交叉下新的研究领域,即微生物岩土工程.本文以MICP技术为依据,采用糯米浆对MICP技术进行改良,基于MICP技术、改良MICP技术下研究土体强度与养护天数的关系;通过直接剪切试验、无侧限抗压强度试验确定养护7、14、28 d素土、MICP加固土、改良MICP加固土3种试样的力学性能,测得主要力学指标有黏聚力、内摩擦角、无侧限抗压强度,得出改良MICP加固土的力学指标最大,MICP加固土次之,素土最低.研究表明:MICP技术可以提高土体的黏聚力,但对内摩擦角的提高作用并不明显;改良MICP技术既可以提高土体的黏聚力,又可以提高内摩擦角,使得土体力学性能得到加固.     

化学固化-机械压滤联合处理工程泥浆试验研究

提出一种化学固化-机械压滤联合处理工程泥浆的新思路,用以解决机械压滤泥饼力学性质差的问题。首先,通过三轴试验确定了复合固化剂GGBS-OPC的最佳配比;然后开展了不同固化剂掺量下的联合处理工程泥浆试验,并测定了不同龄期试样的含水率、剪切特性指标。结果显示,GGBS-OPC最佳配比1:1下固化土强度可达纯水泥固化土强度3倍以上;固化剂可以有效降低泥饼后期含水率,提升泥饼抗剪强度、黏聚力,固化剂掺量越多对应变化越大,证明了联合法处理工程泥浆改善压滤泥饼力学性质具有可行性。     

PS材料加固遗址土试验研究

以PS材料加固的古遗址土为研究对象,选用具有代表性的古长城遗址土和故城遗址土两大类,对其原状样和重塑样进行PS材料加固,进行抗压、抗拉、雨蚀、风蚀试验及雨蚀、风蚀组合等试验,研究其力学强度特征及耐久性能。试验结果表明:经PS材料加固后,遗址土体的力学性能和抗雨蚀、抗风蚀能力明显提高;古长城土经PS加固后,其抗压强度可提高至1.5倍,且以PS浓度为5%、加固3次效果最佳,内聚力和内摩擦角明显提高,渗透性能小幅度降低;随老化时间增长,强度未降低,至少能承受8次冻融循环;PS加固故城土后,土体强度可提高1.2～1.8倍,抗风蚀能力提高6～24倍,抗雨蚀和风蚀综合能力提高6～13倍。PS材料具有良好的加固效果,为广泛地应用于土遗址保护加固工程中提供了理论依据。     

原位固化/稳定污染土不同深度下强度和浸出特性

采用原位固化/稳定化技术处理Yorkshire郡的重金属及有机物复合污染土.使用的材料包括水泥、粉煤灰、氧化镁及改性黏土等,选取固化/稳定化1.5年后的试样开展了无侧限抗压强度和浸出试验,研究了场地深度对固化/稳定化复合污染土的强度和浸出特性的影响.研究结果表明,各组分固化剂处理的污染土的无侧限抗压强度均满足英国设计规范限值,场地深度对修复后污染土强度的影响微弱;而浸出结果表明Cu,Zn和Pb均达到英国饮用水标准,部分Ni不达标;通过对比不同固化剂的处理效果发现改性黏土修复Ni效果好,但是其处理大分子有机物的能力未达预期.     

注浆砼桩加固软土地基设计与施工

注浆砼桩复合地基是经注浆改良后的桩间土与注浆砼桩桩体组成的人工复合地基,结合具体工程实践介绍注浆砼桩加固软土地基的设计与施工方法。     

海相固化土抗压强度特性试验研究

为探讨固化剂对某地海相土的固化效果,制备了固化剂掺量10%~14%,压实度94%~98%的固化土试样,经标准养护后,分别进行了7~180 d养护时间的无侧限抗压强度试验.试验结果表明:尽管固化土的无侧限抗压强度都分别随压实度和固化剂掺量的增大而增大,但对掺量为10%和12%的固化土来说,提高压实度,其强度增加则更为明显,而对于压实度为98%的固化土来说,增加掺量并不能有效增加其28 d之前的强度.另外,固化土的无侧限抗压强度随时间增长而增大,但超过90 d后已趋于稳定.     

干旱区夯土遗址干湿盐渍耦合劣化微观结构分析

通过对分别掺入不同含量Na2SO4和NaCl并经历干湿循环的遗址土重塑样的基本水理、力学指标测试以及风洞试验,揭示试样在耦合作用下崩解速度、抗压强度、风蚀速率与盐分的关系;并通过微结构分析实验研究试样微结构特征参数与盐分之间的关系.进而通过统计学分析方法证实试样的宏观性质指标与各微结构特征参数间的相关关系并建立回归方程.研究结果表明:耦合作用通过改变微观结构而对遗址劣化进程产生影响,从而为遗址劣化程度的评价提供了微观依据.     

基于纤维聚合物改良的粉土力学特性与微观结构演化

为了研发新型、高效、环境友好的粉土加固材料,采用再生聚酯纤维与无机固化剂对路基粉土进行了改良,开展无侧限抗压强度试验、加州承载比(California bearing ratio, CBR)试验、回弹模量试验及扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)测试,分析改良粉土的力学特性与微观结构演化,结果表明：路基粉土的路用性能可由再生聚酯纤维与无机固化剂有效提高,在经过28 d的养护后,改良粉土的回弹模量大于40 MPa、98%压实度下,掺入0.2%纤维改良土的CBR值达到45%;改良粉土最大无侧限抗压强度值可达到约900 kPa,对于路基粉土,可再生聚酯下纤维的最优掺量约为0.2%;改良土颗粒间孔隙得到胶结物质不同程度的填充,土体中相互交错分布的纤维能最大程度地抑制纤维土裂隙发展。     

SH灰土和糯米浆灰土材料物理力学性质对比

通过研究SH灰土和糯米浆灰土两种加固材料保护土遗址.通过对比分析灰土保水性、吸水性和收缩性对灰土物理性质,无侧限抗压强度、纵波波速、青砖-灰土黏结强度和抗剪强度对灰土力学性质,研究干湿冻融循环对灰土物理力学性质的影响,针对拜寺口塔林62座塔基修复选择最适灰土.     

对近现代钢筋混凝土建筑文物修复材料的试验研究——以浙江省磐安县道德桥为例

目前对混凝土结构建筑的修复手段主要停留在实验室阶段,缺少与现场的结合,且存在成本高、效率低的问题。将试验研究结合现场工况进行综合分析研究,能达到较高的资源利用率,确保修复材料的适用性。现场试验针对3个方面的修复材料,分别使用3种防水材料后对比覆水试验与含水率测定结果来比较防水材料的修复效果;检测注浆前后的强度、色差及粗糙度变化等来确定注浆材料的修复效果;通过硬度计与回弹仪测定修复后表面抗压强度与硬度来比较表面修复材料的修复效果。结果表明:瓦克膏体硅烷材料防水性能最好;天然水硬性石灰微收缩注浆料NHL-i07对表面裂缝处进行针管注浆加固的填充效果最好;碧林增强剂KSEOH300进行表面加固后强度增加较明显。本试验探索了近现代文物建筑保护设计的新方法,对类似的古建筑修复项目有一定的借鉴意义。     

基于复合注浆材料的断层破碎区巷道锚注支护

彬长矿区孟村煤矿中央一号回风大巷因高地应力、DF29大断层和强采动等多因素耦合作用,使得原有锚网索喷支护失效,导致围岩呈现变形大、破坏严重的问题。为此,利用钻孔勘探、地应力原位测量和实验室试验等技术获得断层区域内的地质构造和地应力赋存环境,探明了巷道围岩的变形破坏机理,研发了一种可注性好的反应温度低于95℃、抗压强度大于40 MPa的矿用复合注浆加固材料。并结合数值模拟所得围岩塑性破坏范围和分布特征,提出了一种以中空注浆锚索为核心的锚注补强支护技术,对其支护参数进行了优化。结果表明:该锚注补强支护技术在浅部围岩内形成厚度为4.5 m的注浆加固环,且通过注浆锚索与深部围岩形成一个整体,有效维持巷道围岩的稳定,为新型复合注浆加固材料在断层破碎区巷道围岩的锚注加固工程实践提供参考和技术支持。     

非均质断层介质单双液加固特性对比

使用永莲隧道F2断层介质,预置单一结构面,基于不同结构面角度、水泥单液浆水灰比和注浆压力开展正交试验.试验表明:注浆压力、土压力和渗透压力均呈波动上升规律,但土压力和渗透压力相对较小;结构面α=0°、45°和90°试样在注浆后强度分别提升了189%,200%和64%,结构面α=45°试样加固前后强度均较低;应力-应变曲线显示,当应变达到0.015~0.04时,应力达到峰值;通过极差分析,本次试验条件下结构面角度是影响试样抗压强度的主控因素,其次为浆液水灰比,注浆压力影响最小;浆液充填结构面并劈裂断层介质形成的大尺寸浆脉发挥骨架效应,对加固体破坏产生控制性作用;揭示了水泥单液浆对于含结构面断层介质的充填、挤密和劈裂联合加固型式.从加固型式、加固效果和主控加固因素3个方面对比了水泥单液浆和C-S双液浆对于断层介质的加固特性.单液浆形成的浆脉尺寸更大;当α=0°和90°时,单液浆加固效果更佳,而α=45°时,双液浆加固效果更优.与单液浆不同,双液浆的主控因素为浆液配比.基于试验结论为注浆设计和施工提出了4条指导性建议.