单层衬砌喷射混凝土层间力学特性与界面抗渗性能研究

对比选取C25喷射混凝土与C30模筑混凝土作为混凝土基体层,制作混凝土基体层-混凝土喷射层的模拟单层衬砌组合试件,通过界面抗压强度、钻芯拉拔及恒压水渗试验及界面水化微观分析,系统地探究了单层衬砌混凝土层间的力学特性及渗透行为。试验结果表明:采用双层湿法喷射工艺成型的单层衬砌组合试件界面粘结区存在力学薄弱区或裂缝缺陷,整体力学强度低于混凝土喷射层;与素喷层体系相比,纤维喷射层体系表现出更高的界面粘结强度(大于1.2 MPa),并与养护龄期遵循良好的抛物线发展规律,这是因为垂直界面粘结区方向纤维分布较多,并通过重排、桥接等方式改善了界面粘结区及组合混凝土整体的抗弯韧性;模筑混凝土基体层后期水化产物中存在丰富的氢氧化钙物相,为混凝土喷射层前期水化物相钙矾石的生成提供了充足的反应物,改善了界面区水化结构的致密性。

隧道钢纤维喷射混凝土性能试验及其工程应用

根据钢纤维喷射混凝土结构力学原理,为了研究钢纤维混凝土喷层在隧道单层永久衬砌支护中适用性,先分析钢纤维在混凝土中的增强力学作用机制,然后完成钢纤维喷射混凝土合理配比、抗拉、抗压、抗折及抗折初裂强度和弯曲性能等指标的室内试验;并结合具体的隧道现场喷射试验,以及围岩应力、钢纤维混凝土喷层应力及洞周附加水平收敛等监测数据进行分析。研究结果表明,钢纤维喷混凝土抗拉、抗折强度高,韧性好,喷层中的应力分布较均匀,具有较好的让压能力,喷射作业回弹损失量减少,说明钢纤维喷射混凝土是一种理想的单层衬砌支护材料,具有较好的推广应用价值。

钢纤维混凝土弯曲韧性测试方法与评价标准

按照不同国家的有关标准进行了大量钢纤维混凝土梁的弯曲韧性试验,并依据试验结果,对比了目前国际上应用较为广泛的钢纤维混凝土弯曲韧性标准的优缺点,为我国纤维混凝土技术规程的修订奠定了基础.

膨胀剂对喷射补偿收缩钢纤维混凝土力学性能的影响

对钢纤维和不同膨胀剂掺量下的喷射补偿收缩钢纤维混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度进行了试验研究。结果表明,随着膨胀剂掺量的增加,钢纤维对喷射补偿收缩钢纤维混凝土的增强作用越明显,但膨胀剂掺量超过一定限度会明显降低这种增强作用,钢纤维体积率掺量为0和1.2%的喷射补偿收缩钢纤维混凝土中,膨胀剂的最佳匹配掺量分别为6%和8%。

钢纤维喷混凝土隧道衬砌作用机理的探讨

近年来,随着钢纤维喷混凝土应用的日益推广,其有关的理论及试验研究也越来越深入,但从总的趋势来看,理论研究还是落后于钢纤维喷混凝土的实际应用。文章对钢纤维喷混凝土作为隧道衬砌的作用机理从试验研究、理论模型及实际应用几个方面进行了探讨,建立了塑性铰力学计算模型,并对实际隧道工程进行了计算。

沿空留巷矸石墙代替煤柱喷浆控制技术

针对深井高应力巷道沿空留巷围岩控制困难的问题,提出了沿空留巷矸石墙代替煤柱喷浆控制技术。通过袋装矸石砌筑成墙作为沿空留巷的承载隔离墙,对袋装矸石墙表面喷射纤维混凝土,以提高矸石墙的承载能力。通过数值模拟研究矸石墙宽度、喷浆层厚度和钢纤维掺量对矸石墙垂直应力和变形的影响。结果表明:最佳矸石墙宽度为3.0 m,最佳喷浆层厚度为70mm,最佳钢纤维掺量为60 kg/m^3。通过现场观测得出巷道顶板最大下沉量为88 mm,说明沿空留巷矸石墙代替煤柱喷浆控制技术能够有效控制顶板岩层。

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。

浅谈钢纤维喷射混凝土的施工质量控制

就如何进行钢纤维喷射混凝土的施工质量控制,从钢纤维喷射混凝土的组成材料、施工设备与施工工艺、施工人员及管理三个方面进行了分析,并结合施工现场经验,提出了保证钢纤维喷射混凝土施工质量的控制途径。

钢纤维和膨胀剂复合效应对喷射混凝土弯曲韧性的影响分析

基于韧性在混凝土结构中的重要性,采用三分点加载的方式,探讨了膨胀剂和钢纤维的复合效应对喷射混凝土弯曲韧性的影响规律。结果表明,当钢纤维和膨胀剂的掺量分别为1.2%和8%时,喷射补偿收缩钢纤维混凝土的荷载-挠度曲线最为饱满;弯曲韧度指数和承载能力变化系数均大于理想弹性材料的相应值。

隧道喷射钢纤维混凝土支护的力学特性及其施工技术

阐述了钢纤维掺合料对混凝土性能的改善机理及技术原理,并与非复合型混凝土进行对比分析;探讨喷射钢纤维混凝土支护隧道围岩的主要力学特性与作用机理;论证了在隧道支护工程中使用喷射钢纤维混凝土可以满足新奥法的要求;并对湿喷钢纤维混凝土施工的关键技术进行了简要介绍。

砂砾石坡面喷钢纤维混凝土施工

在西藏直孔水电站右岸厂房边坡稳定处理过程中,采用喷钢纤维混凝土对砂砾石坡面进行保护。文中从喷钢纤维混凝土设计要求,现场原材料选择及配合比设计、施工布置、工艺及质量控制措施等几个方面,介绍了喷钢纤维混凝土的实用价值。

阿里山森林铁路隧道复建工程的设计与施工探讨

2009年8月8日莫拉克台风重创南台湾,嘉义阿里山区72 h的累积雨量高达2 500 mm以上,百年历史的阿里山森林铁道因沿线路基严重流失而停驶。其中两处大崩塌路段的复建工程以顺应自然为原则,采取迂回隧道方式避开崩塌区,需克服沿线地质变化及地下水问题,评估结果是以凿岩机工法及钻爆工法进行开挖。两座隧道的西口段崩积层分别长达109.8、99 m,是隧道开挖阶段的关键地段。隧道开挖支撑设计系依据台湾岩体分类与支撑系统(PCCR系统)及新奥工法的理念,沿线采用先进支撑材料包括超前管棚钢管、桁型钢支护、钢纤维喷射混凝土及自钻式锚杆等,除了可确保施工安全外,亦可提高施工进度。目前两隧道均已贯通且变形量控制均符合安全,说明隧道采用先进支撑方式穿越破碎崩积层段的成效良好,其研究结果可为相关工程设计提供参考。

湿喷钢纤维混凝土在隧道单层衬砌中的应用

喷射混凝土技术,已经成为地下工程和岩土工程支护中最有效的支护手段之一,它可以配合其它支护构件或单独地作为结构的永久性支护。结合钢纤维喷射混凝土单层衬砌的研究现状、单层衬砌支护机理以及湿喷钢纤维混凝土的力学特性等,介绍了在宜昌-巴东高速公路峡口隧道斜井中的应用,对同类工程具有一定的借鉴作用。

考虑钢纤维分布的SFRS抗压特性

对于喷射钢纤维混凝土(SFRS)材料,已有数值模拟或将其简化为均质材料或没有合理地考虑钢纤维的空间分布特性,导致相关数值建模未能很好地反映其实际力学行为。本文提出一种SFRS材料中钢纤维生成方法,开展数值模拟分析了钢纤维取向、含量和长径比对SFRS材料抗压性能的影响。结果表明:沿受力方向分布钢纤维能更好地发挥抗力作用,突显了SFRS材料的力学性能方向性特征;钢纤维对混凝土的抗压强度略有提高,但能明显影响混凝土裂缝发展阶段和破坏阶段的力学性能,钢纤维的掺入使混凝土的延性和破坏后变形能力提高1倍左右。

浅谈混凝土结构的改造与加固

介绍了目前混凝土结构工程加固改造中常用的施工方案及施工方法,主要有植筋、粘钢加固、混凝土裂缝压力注胶修补等,并对不同方案进行优化比较,为震后恢复重建中加固改造提供了可供选择的几种施工方法。

优质粉煤灰在钢纤维喷射混凝土中的应用效果

结合工程生产实践,详细分析了钢纤维喷射混凝土中掺加优质粉煤灰在改善其物理化学性能、配合比设计、生产施工条件以及提高经济效益等方面的效果,以科学、合理的利用粉煤灰,从而提高工程的综合效益。

硅粉钢纤维喷射混凝土单层衬砌控制要点浅析

就微硅粉钢纤维湿喷混凝土这一新工艺在隧道单层衬砌施工中的应用,进行了系统的总结和阐述,总结分析了实施隧道单层衬砌的控制方法和要点,提出了保证硅粉钢纤维喷射混凝土施工质量的控制途径。

钢纤维喷射混凝土在隧道中的断裂力学设计方法

钢纤维混凝土开裂后,受拉侧仍能提供较大的拉力,因此比普通混凝土更适合用于大土压、大变形的围岩条件。在我国规范中,用钢纤维混凝土的轴拉强度作为开裂后钢纤维喷射混凝土所能承受的拉应力[1]。但钢纤维混凝土的轴拉强度并不能反映钢纤维混凝土构件在受弯过程中,中性轴上升、开裂区扩大,开裂区继续承受弯矩的特征,因此设计上偏于保守。本文介绍了日本规范中对钢纤维混凝土隧道衬砌设计的方法,该方法以断裂力学为基础,既考虑裂缝的存在,又考虑钢纤维传递拉应力的受力特点。本文还将该方法与施工现场实验数据相结合,确定出武隆隧道钢纤维喷射混凝土衬砌的理论厚度。计算结果表明,只用钢纤维喷射混凝土作为隧道的初期支护能够满足强度要求,从而节省了设置钢拱架或钢筋网等工序,加快了施工进度。

现代喷射混凝土技术原理及特性分析

总结了８０年代以来，土木、水利工程中各种喷射混凝土方法的技术原理及其特性，探讨其存在的问题及发展方向．