高温后冷却方式对玄武岩纤维混凝土力学性能的影响

高温处理后混凝土力学性能是工程建设中评价混凝土结构安全性能的重要指标之一。对不同玄武岩纤维(BF)掺量混凝土的力学性能进行了测试,将最优掺量的玄武岩纤维混凝土(BFRC)与普通混凝土(OC)进行高温处理(200、400、600、800℃),研究不同冷却方式(自然冷却和喷水冷却)对高温后BFRC性能劣化的影响,分析BFRC在不同温度和冷却方式下的力学性能变化规律。结果表明,当BF掺量为0.05%(体积分数)时,BFRC抗压强度、劈裂抗拉强度达到最大值,分别为50.2、3.5 MPa,较OC分别提高了14.87%、34.62%。BF的掺入能够有效增加混凝土的韧性以及抵抗开裂变形的能力。随着温度增加,BFRC试件的弹性模量减小但始终大于OC试件。同一冷却方式下OC的峰值应变均大于BFRC,不同冷却方式下的延性指数较常温均有所提高。

不同界面倾角岩石-混凝土组合体蠕变特性研究

为探究岩石-混凝土界面对地下建筑支护结构失效的影响,通过7种不同界面倾角的岩石-混凝土组合体试件的单轴和分级加载蠕变试验,研究了其蠕变特性。研究结果表明:随界面倾角的增大,组合体抗压强度呈“W”形变化,倾角在0°,45°,90°时出现极大值,而倾角在30°,60°~75°时出现极小值;并将其破坏模式分为轴向破坏、组合破坏、界面破坏等3种典型破坏模式。组合体蠕变破坏强度低于单轴抗压强度,表明长期加载对组合体会造成损伤;瞬时应变随界面倾角的增大,先减小后增大;与倾角0°的相比,倾角45°,60°,75°,90°的瞬时应变分别减少了22.68%,47.72%,52.01%,4.56%;蠕变比随应力水平的提高呈下降-稳定-上升3个阶段特征;随界面倾角的增大,蠕变破坏临界应力逐渐减小,蠕变稳定阶段逐渐缩短,组合体稳定性逐渐降低。基于试验结果对Burgers蠕变模型参数进行辨识,所得理论曲线与瞬时变形和衰减蠕变阶段试验数据吻合较好。研究成果可为深入认识混凝土支护与围岩结构界面倾角引起的蠕变破坏机制及地下建筑结构支护安全提供参考。

非开挖顶管施工技术在市政排水工程中的应用探讨

随着我国城市化进程的不断加快,城市基础设施逐渐完善,排水系统已然成为城市居民生活离不开的一项基础设施。在技术的大力发展下,市政排水工程所使用的施工技术有多种选择,为确保排水系统稳定运行,大多数施工单位会应用非开挖顶管技术,因为该项技术无需开挖,不会对施工区域范围内的交通造成影响。对此,文章主要对非开挖顶管施工技术在市政排水工程中的应用进行了探讨,希望可以为市政排水工程施工提供一定的借鉴。

工程教育认证和课程思政背景下“边坡工程”双语教学实践探索

文章以安徽省某高校教学示范课程“边坡工程”为例开展双语教学实践探索。首先,根据问卷调查反馈结果,分析“边坡工程”课程开展双语教学的可行性和必要性。其次,提出工程教育认证和课程思政背景下“边坡工程”双语教学实施措施:对毕业要求指标点进行分解,并深挖其中蕴含的思政育人元素,确定课程目标;创新教学方法,采用互动式案例教学法与专题研讨教学法,积极推进课程思政建设。最后,以课程目标达成度为考核标准,分析2018—2020年课程目标达成度并提出持续改进措施。课程目标达成度表明“边坡工程”双语教学实践效果较为显著,达到工程教育认证标准要求和课程思政育人目标。

基于TRIZ理论的许疃矿南翼探水巷底鼓控制技术研究

针对许疃煤矿33采区南翼探水巷底鼓治理工程实际问题,基于TRIZ理论,采用功能组件分析、因果轴分析,揭示了底鼓现象的原因,采用物-场分析和技术矛盾分析,完成了底鼓控制措施的概念性设计和优化,最终提出了“隔水层+反拱衬砌+锚杆+聚丙烯纤维混凝土地坪”的综合底鼓治理方案。在试验巷道完成反拱衬砌施工和现场监测,结果表明:施工完成后60 d的底板最大隆起量小于60 mm,底鼓控制效果显著。TRIZ理论作为一种高度有效的创新方法,扩展了巷道支护工程优化设计思路,为类似工程设计提供了有益参考借鉴。

玄武岩纤维混凝土孔隙结构及在围压下渗透性能研究

基于试验研究不同玄武岩纤维掺量混凝土的孔隙结构、力学性能及在围压作用下的抗渗性能。采用单轴压力机对纤维掺量为0%、0.05%、0.1%、0.2%、0.3%的玄武岩纤维混凝土开展单轴压缩、劈裂试验,利用TAW-2000伺服三轴试验机进行不同围压(4 MPa、5 MPa、6 MPa、7 MPa、8 MPa、9 MPa、10 MPa)作用下三轴压缩渗透试验,并结合全自动快速比表面积及孔隙度分析仪与扫描电子显微镜(SEM)获取试件内部孔隙变化及微观结构,分析玄武岩纤维对混凝土试件强度、韧性、孔隙结构及抗渗性能的影响规律。结果表明:玄武岩纤维的掺入能够极大改善混凝土试件的力学性能及延展性,纤维掺量为0.05%时试件抗压、抗拉强度最大,掺量为0.1%时试件韧性最佳,过量的纤维掺入反而会降低试件抵抗外荷载的能力;纤维的掺入能够减小试件孔隙直径,降低孔隙率,纤维与胶凝材料间形成良好的粘接效果,并在试件内部形成空间网状结构,增强试件整体性,减少裂隙的产生与扩展;不同围压下玄武岩纤维混凝土渗透率能始终小于素混凝土,纤维的掺入使得混凝土材料自身孔隙率降低,提高混凝土材料的抗渗能力,围压的增加使得两种混凝土试件的渗透率均不断降低直至趋于稳定,玄武岩纤维混凝土试件渗透率降幅较为平缓。

橡胶粒径对聚丙烯纤维混凝土力学性能的影响

为了探究橡胶粒径对聚丙烯纤维混凝土(PC)力学性能的影响,制备了聚丙烯纤维橡胶混凝土(PFRC),以普通混凝土(C0)作为参照,开展了静态压缩实验和动态压缩实验。实验结果表明:PFRC的抗压强度低于PC,但高于C0;PFRC的静态和动态抗压强度、韧性指数、动态增长因子均随着橡胶粒径的增大而增大;PFRC的韧性指数与橡胶粒径之间存在着明显的幂函数关系,对其进行拟合,吻合度较高。

围岩与隔热结构热学参数对巷道温度场影响的正交数值模拟

为研究高温巷道围岩-隔热支护体系热学参数对温度场的影响,建立25组数值试验模拟巷道温度场,选定衬砌热导率、衬砌厚度、原岩热导率、原岩温度为影响因素,以巷道壁面温度、调热圈半径、壁面与原岩温度差为目标因子,进行正交试验分析,得到各因素对壁面温度、调热圈半径影响顺序为原岩热导率>原岩温度>衬砌厚度>衬砌热导率;对壁面与原岩温度差影响顺序为衬砌热导率>原岩温度>原岩热导率>衬砌厚度。最后,拟合出壁面温度、调热圈半径的热学参数公式,拟合程度较高。结果表明:采用低热导率的隔热喷层能够延缓围岩散热和减少巷道风流对围岩温度场的扰动,但围岩自身热物理属性对巷道温度场起决定性作用。研究对主动隔热巷道温度场分布,合理安排隔热支护有一定积极意义。

玄武岩纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀力学性能试验

为了研究硫酸盐侵蚀对玄武岩纤维混凝土力学性能的影响,首先对不同掺量玄武岩纤维混凝土在未受硫酸盐侵蚀下的力学性能进行了试验研究。然后,选取纤维掺量为2.0 kg/m^(3),开展质量分数为5%和10%硫酸盐溶液环境下的侵蚀试验,并对试件的质量、抗压强度、劈裂抗拉强度和超声波声速进行分析。结果表明:随着侵蚀龄期的增加,混凝土试件质量、抗压强度、劈裂抗拉强度和超声波声速均呈现先增后减的二阶段变化趋势;相比之下,侵蚀作用对劈裂抗拉强度的影响较大,降幅为34.15%;随着硫酸盐溶液质量分数和侵蚀龄期的增加,试件腐蚀越来越严重,强度逐渐降低,最终发生胀裂破坏。

排水泵站电气自动化必要性和设计思路探析

排水泵站是城市排水系统的重要组成部分。传统的排水泵站以人工操作方式为主,存在运行效率低下、安全性不足等问题,为了解决这些问题,提高排水泵站的运行效率、安全性等,排水泵站的电气自动化系统应运而生。通过调查目前排水泵站电气自动化的具体情况,发现我国排水泵站电气自动化仍旧存在不足,比如采取单级控制,尚未形成系统的自动化管理,并从这些方面出发探究其优化路径,以提高城市排水系统的运行效率等,促进城市的建设发展。

常温并联式脉动热管启动及运行特性的实验研究

针对常温并联式脉动热管搭建了采用恒温热水加热热管的实验系统,测试了以甲醇为介质,热管管径为4 mm时,不同冷却形式、加热冷却温度和充液量对热管启动特性的影响;以甲醇为介质,不同热管管径(2、4、6、8 mm)对热管等温性的影响;以及工质为甲醇和R600a,不同加热长度时(20、25、30 cm)热管的传热能力。实验结果表明:热管冷凝段采用水冷时较自然冷却启动快;较高的加热温度和较低的冷却温度有利于热管启动;热管启动时间随充液量的增加而增加。热管运行过程中在纵向和横向均具有良好的等温性,且随着热管管径的增大等温性逐渐降低。随加热温度的升高,工质为甲醇和R600a热管传热量的变化规律不同,缩短加热长度可以缓解过热度过高的不利影响。

钢纤维橡胶混凝土力学性能试验

为提高废旧轮胎的利用价值,可将其加工成橡胶颗粒加入混凝土中制成橡胶混凝土。但橡胶混凝土在提高混凝土韧性和变形性能的同时,降低了混凝土的力学性能。在橡胶混凝土(橡胶掺量为5%)中掺入钢纤维(掺量分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)制备钢纤维橡胶混凝土(steel fiber reinforced rubber concrete,SFRC),以提高混凝土的各项力学性能。为探究最优的钢纤维掺量,进行了立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度及动态抗拉强度测试。结果表明:掺入钢纤维能够显著提高混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度,改变材料破坏模式,增强韧性。当钢纤维掺量为1.0%时,立方体抗压强度提高13.9%;当纤维掺量为1.5%时,劈裂抗拉强度和抗折强度分别提高37.9%和32.8%,动态抗拉强度是基准混凝土2.0倍以上。综合考虑力学性能和试件破坏形态,在橡胶掺量为5%时,钢纤维最优掺量为1.5%。

松散富水砂卵石层注浆模拟试验及其工程应用

针对古交矿区斜井工程掘进过程中遭遇松散富水砂卵石层,决定采用超细水泥浆液进行超前注浆施工。自主设计了室内注浆模型试验装置,基于正交试验的方法探讨了不同地层含水率、水灰比、注浆压力等因素对扩散半径、注浆量和强度增长率的影响规律。结果表明:超细水泥浆液与砂卵石层胶结良好,对于扩散半径和注浆量,含水率、注浆压力的影响特别显著,而水灰比影响较小,但水灰比和含水率对强度增长率影响特别显著,注浆压力影响显著。通过对试验数据的回归分析得出了拟合公式,最后将其应用于注浆工程设计与施工中,同时进行了效果评价。

高活性矿物掺合料混凝土力学性能试验

利用正交试验的方法对高活性矿物掺合料混凝土(以下简称掺合料混凝土)的强度进行试验。研究偏高岭土掺量、超细粉煤灰掺量、硅灰掺量对掺合料混凝土7 d、14 d、28 d抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,并对数据结果进行系统分析。试验结果表明,偏高岭土对掺合料混凝土早期的力学性能影响最大,力学性能随着偏高岭土掺量的增加而增加。通过多元线性回归,建立不同因素对掺合料混凝土各龄期抗压强度、劈裂抗拉强度的数学表达式,得到偏高岭土和硅灰对掺合料混凝土均为正影响,而超细粉煤灰为负影响的结果。当偏高岭土的掺量为10%(质量分数),超细粉煤灰掺量为15%(质量分数),硅灰掺量为5%(质量分数)时,掺合料混凝土力学性能达到最佳。最后进行微观分析得出,矿物掺合料的复合化具有超叠加效应,能增强掺合料混凝土各龄期的力学性能。

三种纤维混杂对混凝土性能影响的试验研究

为了研究玄武岩纤维、木质素纤维、聚丙烯纤维三种高性能纤维对混凝土工作性能(坍落度),力学性能(抗压强度),隔热性能(导热系数)的影响,采取了正交试验的方法。试验结果表明,相比于基准混凝土,纤维混凝土的抗压强度和隔热性能均得到提升,但是纤维的掺入会导致坍落度的下降。玄武岩纤维对混凝土抗压强度的提升最为明显,最大提升幅度为7.82%;木质素纤维会显著提高纤维混凝土的隔热性能,导热系数最大降低13.51%;玄武岩纤维会明显降低混凝土的坍落度,最高降低35.14%。通过方差分析法、极差分析法和因素指标分析法对试验结果进行分析,得出混凝土各项性能达到最优时的三种纤维掺量。最后根据不同纤维掺量的实验结果,分别提出了纤维混杂混凝土坍落度、抗压强度和导热系数的预测模型。

新时代“三全育人”理念下本科生导师制建设的思考

“三全育人”为新时代高等教育提出了新的教育理念,强调高校育人过程中的“全员、全过程、全方位”教育。运用“三全育人”教育理念指导高校本科生导师制建设,重塑教师育人角色,构建新型师生关系,拓展教育互动空间,发挥教师在本科人才培养中作用,引导和帮助学生健康成长和全面发展,促进创新型人才培养,提高本科教育质量。开展以新时代“三全育人”理念指导的本科生导师制建设研究,简述本科生导师的起源和发展历程,剖析本科生导师制存在的问题,拟从加强政策支撑引领,完善相关配套制度,创新人才培育模式和构建科学评价体系等方面入手,提高对本科生导师制的认识,推进本科生导师制的精细化管理,实施多维度、多元化本科生导师制,有助于推进本科生导师制健康发展,对探寻新时代创新型人才培育模式具有十分重要的现实意义。

硅灰改性聚丙烯纤维橡胶混凝土力学试验研究

为研究硅灰、聚丙烯纤维掺量对橡胶混凝土力学性能的影响与规律,在混凝土拌制过程中,以橡胶置换率20%的混凝土为基准,加入不同掺量的硅灰和聚丙烯纤维对试件进行抗压强度和抗折强度测试,分析试件静态力学性能、动态增长因子(DIF)和动态抗压强度随硅灰、聚丙烯纤维掺量变化的规律。结果表明:掺硅灰可增加试件的基本力学性能;增加聚丙烯纤维掺量,试件基本力学性能呈先增大后减小的趋势,纤维掺量为0.10%时,纤维的作用得到最大发挥,尤其是抗折强度的提高更为明显,与无纤维相比,其最高增幅达到了19.35%;硅灰的加入使试件动态峰值应力、动态峰值应力均呈上升态势,DIF值也有所增加;随着聚丙烯纤维掺量的增大,试件动态峰值应力、动态峰值应变和DIF值均呈先增大后减小的趋势。综合考虑试件破坏形态及力学性能,橡胶掺量为20%时,聚丙烯纤维最优掺量为0.10%。

空心包体应力计和松动圈测试仪在煤矿测量中的联合应用

煤矿的安全开采十分重要,地应力资料和围岩松动圈的范围是煤矿开采的宝贵地质勘探资料,针对谢桥矿区西翼进风大巷,采用空心包体应力计和BA-Ⅱ型松动圈测试仪对巷道进行地应力测量和围岩松动圈测试。结果表明:该处是以水平应力为主导的高地应力场,巷道的松动圈范围为200~210 cm属大松动圈的Ⅳ-Ⅴ类围岩。针对此地应力场特点提出采用三心拱断面和锚、网、索、注的支护形式。

最大地应力方向对硐室受力和破坏影响的模型试验研究

深部巷道围岩变形控制是深部岩土的重点课题之一,针对最大地应力方向对硐室受力和破坏形态的影响,采用深部巷道围岩破坏机理模拟试验系统进行模型试验研究。模型试验硐室采用直墙拱顶形硐室,利用应变片记录硐室围岩应变值,分别进行了最大荷载与硐室轴线成90°、60°、0°(平行)的3组试验。模型试验的研究表明:最大荷载与硐室轴线呈60°和90°时,仅硐室侧墙部位发生破裂,拱顶和底板下部产生的径向应变为受压状态,对硐室的破坏形态影响不明显;0°(平行)时,硐室拱顶、底板及侧墙部位均发生破裂,拱顶和底板下部产生的径向应变为受拉状态,对硐室的破坏形态影响较显著;深部巷道围岩破坏机理模拟试验能够较好的模拟深部巷道围岩破坏机制。

复掺轻骨料纤维喷射混凝土力学及导热性能试验研究

为有效隔绝高地温公路隧道、深部高温巷道施工过程中的围岩散热,利用正交试验方法,以不同复合陶粒、陶砂掺量、聚丙烯纤维为影响因素,设计出1种隔热效应的轻骨料纤维喷射混凝土(Lightweight Aggregate Fiber Shotcrete,LAFS),进行含水率、抗压、劈裂抗拉及导热性能试验,并借助X射线衍射、扫描电镜对LAFS进行机理分析。结果表明:3种因素对LAFS力学及导热性能的影响程度均为陶粒掺量>陶砂掺量>聚丙烯纤维掺量,本试验条件下,复合双掺陶粒、陶砂分别取代石子、砂子的最佳体积率为12%,6%,聚丙烯纤维的最佳掺量范围为0.2%~0.3%。建立的LAFS各性能预测模型可为工程应用LAFS确定其配比时提供试验依据。