水灰比对薄喷衬层材料抗拉性能影响的宏微观试验研究

薄喷衬层材料TSL865作为一种新型高分子喷涂支护材料,可快速有效地抑制地下工程围岩变形、破坏。抗拉性能是TSL865材料的优势特征,但其受水灰比的影响规律与作用机制目前尚不清晰。为此,本研究开展两方面的工作:(1)通过开展宏观拉伸试验,分析水灰比对TSL865试样应力-应变曲线特征、抗拉强度和抗拉韧性等力学性质的影响规律;(2)通过开展微观孔隙结构试验,分析水灰比对TSL865试样微观孔径分布、比表面积等几何性质的影响规律;计算不同水灰比下TSL865试样的孔径分形维数,从试样微观孔径结构分布特征角度,解译水灰比对TSL865试样抗拉性能的影响机制,并获取最佳水灰比。研究结果表明:TSL865试样的应力-应变曲线可以分为弹-塑-延-脆四个阶段,且柔性特征显著;TSL865试样抗拉性能较好的原因是其2~10 nm的无害孔占比较大;水灰比与试样的抗拉强度、孔径分形维数呈负相关关系,通过调节水灰比来改变TSL试样的微观孔隙结构,从而影响TSL试样的抗拉性能,其最优的水灰比为1∶2。研究成果有助于全面了解TSL865材料的抗拉性能与宏细观破断机制。

锚喷衬砌隧道结构稳定可靠度计算

根据地层特征曲线和围岩剪切滑移理论,分析围岩最小荷载计算方法。基于薄壁圆筒与锚杆端锚理论,分析喷射混凝土层(简称喷层)及锚杆的支护抗力确定方法。建立由锚杆支护抗力、喷层支护抗力和围岩荷载构成的圆形锚喷支护隧道结构功能函数。为了求解该非线性隐式功能函数的可靠度指标,首先,利用验算点与可靠度指标的关系,将极限状态方程由多自变量(结构基本变量)的隐式形式转变为单自变量(可靠度指标)的隐式形式;然后,通过泰勒公式将其展开成级数,截取其前若干项,导出可靠度指标的迭代逼近计算公式;再将复合函数求导法则与差分求导结合起来,推出逼近计算表达式中系数的导数求解格式。上述研究形成了基于泰勒级数与差分求导数结合的锚喷支护隧道结构稳定可靠度指标分析方法。采用该方法分析某公路隧道结构的稳定可靠度,并与蒙特卡罗方法的精确解进行对比,两者的绝对差异为0.018%,相对差异为4.47%。

喷膜防水衬砌在渗流场作用下的力学性能研究

喷膜防水衬砌结构在防水膜黏结作用和渗流场作用下的衬砌受力变形规律不明,影响了喷膜防水衬砌结构的使用与推广。为解决该问题,以某高速车行横洞为研究对象,首先,结合试验测得的界面法向、切向参数,采用FLAC3D有限差分软件内置的界面单元模拟不同防水衬砌结构的防水层形式;然后,通过内置的渗流模式赋予围岩渗流场与衬砌渗透属性;最后,对不同衬砌结构的力学性能和界面特性进行对比分析,模拟得到不同渗流场作用下的喷膜防水衬砌力学性能。研究结果表明:1)防水层对衬砌受力的影响显著,防水膜结构可以提高衬砌混凝土的协同受力能力,但也导致衬砌背后水压聚集;且在长期围岩荷载和高水压作用下,防水层对衬砌受力的影响更显著。2)高水压条件下喷膜防水衬砌与传统复合式衬砌的结构受力不同,应关注喷膜防水衬砌内力与安全系数变化。3)为了在保证隧道运营安全的条件下提高经济性,建议对可能出现高水压力的施工段采取排水设计和衬砌结构优化等措施。

双面黏结型隧道喷膜防水衬砌层间界面力学特性探讨

为探明矿山法隧道喷膜防水衬砌结构的双面黏结型层间界面力学特性,采用试验测试和理论分析的方法进行分析和讨论。首先,总结喷膜防水衬砌结构和层间界面形式,结合隧道衬砌结构受力特点将其划分为DSL(double shell linings)、CSL(composite shell linings)和SSL(single shell linings)3种。然后,针对CSL中的双面黏结型层间界面进行剪切试验,从剪切-位移曲线结果可知其破坏分为黏聚-损伤及摩擦2个主要阶段,隧道衬砌的协同受力程度主要取决于防水层与基面的黏结强度。基于接触面的本构原理和剪切试验结果,进一步探讨双面黏结型层间界面的力学特性,发现其剪切力学特性和破坏准则可用摩尔-库仑本构模型进行表征,并可用接触面抗剪强度的剪胀公式考虑基面粗糙度的影响。研究结果探明了双面黏结型隧道衬砌结构的层间界面剪切破坏机制和力学特性,并得到了基于摩尔-库仑本构模型的相关参数,可以作为判断双面黏结型隧道喷膜防水衬砌接触面破坏的依据。

不同防水膜界面参数对喷膜防水衬砌结构力学性能的影响研究

为研究不同防水膜的界面参数对喷膜防水衬砌结构力学性能的影响,调研了对地下工程中常用喷涂防水材料,按照粘结强度将其分成了4种类型,并采用ABAQUS软件建立喷膜防水衬砌结构基于地层-结构法的数值模型,计算分析在不同防水膜的界面参数下衬砌结构的内力和界面应力。结果表明:1)防水膜类型的变化对初支的轴力、弯矩及二衬的弯矩影响较小,对二衬轴力影响较大,且随防水膜粘结性能的增加,在隧道大部分位置的二衬轴力都是增大的;2)防水膜类型的变化对界面法向应力影响较小,对界面切向应力影响较大,但各类防水膜条件下界面均未开始产生损伤。据此,在喷膜防水衬砌结构设计时,可弱化不同防水膜因界面参数的不同对衬砌结构力学性能产生的影响。该结果可供隧道喷膜防水材料的选用和衬砌结构的计算参考。

喷膜防水衬砌结构喷膜厚度优化设计研究

喷膜防水衬砌结构,是近年来发展起来的一种新型水工隧洞衬砌结构。文章以具体工程为依托,利用现场试验的方式,探讨了喷膜厚度对工程效果的影响。根据试验结果,建议在工程设计和建设中采用厚度为1.2mm的喷膜厚度。

喷膜防水衬砌结构在水工隧洞中的应用

为提升水工隧洞的防水性能,提高隧洞衬砌结构的耐久性和使用寿命,利用喷膜防水衬砌结构对水工隧洞进行衬砌施工,并通过现场试验的方式探讨了其在水工隧洞中的应用价值。试验结果显示,喷膜防水复合衬砌结构具有良好的工程应用效果,能够有效抑制围岩变形和衬砌结构自身变形,同时还能减小隧洞各个位置所受的衬砌应力,提高衬砌结构的整体性和安全性。

喷膜防水衬砌结构在水工隧洞中的应用

为保证输水隧洞工程质量和耐久性,文中以具体工程为背景提出了喷膜防水复合衬砌结构,利用数值模拟的方式探讨了其在水工隧洞中的应用价值,并取得了良好的工程应用效果,可在今后的工程设计和建设中参考借鉴。

隧道喷混凝土衬砌结构可靠度分析的位移方法

在隧道施工中,利用衬砌位移的监控量测数据进行衬砌结构的可靠性评价,对新奥法隧道的动态设计有重要的指导作用。从实测位移出发,提出了隧道喷混凝土衬砌结构的功能函数,讨论了衬砌位移、厚度、喷混凝土材料性能的变异性,并对两个实例用Monte-Carlo法进行了可靠度计算,得到了符合实际情况的结果。

秦岭隧道钢纤维喷混凝土衬砌质量控制

在秦岭隧道采用钢纤维喷混凝土衬砌的施工中 ,由于严格按秦岭隧道标准和有关设计文件要求进行原材料和配比的选择以及施工质量的检验 ,取得了良好的效果。

高炉内衬湿法喷注造衬技术开发及应用

本文对北京联合荣大工程材料技术研究院开发的高炉内衬湿法喷注造衬技术进行了系统介绍,此技术已在国内外几家钢铁公司进行了实践应用,并通过冶金专家评定,认为:该项技术成果填补了国内空白,并达到同类技术的国际先进水平,具有广泛的推广应用价值。

喷补造衬技术在马钢2500m^3高炉上的应用

通过科学合理地选择喷补料、严格控制各种喷补工艺参数等措施,马钢2500m^3高炉在较短时间内修复了高炉内衬。

薄喷衬层用喷射装备的设计及应用

介绍了一种薄喷衬层粉体材料的性能，面向该薄喷材料开发了三种不同的专用喷射装备。封闭式干粉喷射装备的料斗封闭，喷射过程中无粉尘。基于空气射流负压原理，开发了一种开放式粉体喷射装备，能够实现喷射的连续作业。研制了一种罐式浆体喷涂装备，通过压风将搅拌好的薄喷材料浆体压出，在喷枪处吹散、喷出至受喷面。经过在多个现场的应用发现，几种装备均能够稳定发挥作用，实现设计目标。

喷锚衬砌在无二衬支护的大断面软弱围岩隧道中的应用研究

软弱围岩隧道设计及施工技术在国内外屡见不鲜,但隧道的设计理念及施工方法的差异却很大。本文以以色列卡迈尔公路隧道为例,从隧道设计理念、支护参数设计、施工步骤、关键部位工艺控制等方面介绍了没有二衬支护情况下的软岩大断面隧道的设计及施工技术,提出了软弱围岩大断面隧道喷锚衬砌新技术,并在实践中取得了良好的效果。

C40钢纤维混凝土在喷锚衬砌隧道中的应用

结合以色列卡迈尔隧道喷锚衬砌设计,介绍钢纤维混凝土在喷锚衬砌隧道中的应用。从钢纤维混凝土配合比的设计、特性研究、施工工艺及质量控制、检验标准及施工注意事项等方面阐述了欧洲隧道喷射混凝土施工技术,并在实践中取得了良好的效果。

莱钢130t钢包浇注工作衬喷补续衬焊接技术的应用

分析了钢包浇注工作衬剥皮套浇修砌工艺的主要技术缺陷，介绍了浇注工作衬喷补续衬焊接技术的机制、工艺流程、技术要求及试验应用效果。通过对比分析，钢包浇注工作衬采用喷补续衬焊接技术可小修3次，经过3次小修的钢包四次包龄达到190炉次以上，工作衬耐火材料吨钢消耗同比套浇工艺降低0．61kg·t^-1。小修3次后，对钢包工作衬浇注料进行剥皮套浇中修，然后再次采用喷补续衬焊接技术小修3次。依此循环修砌8～9个周期，直至更换新的钢包永久衬和工作衬，可使钢包浇注工作衬使用寿命达到1500炉次以上。

降料面喷补造衬在长钢9号高炉的实践应用

通过对长钢9号高炉采用打水空料线停炉法修补无冷区以及复风过程进行总结,空料线耗时5 h,实现安全、快速、经济、准确的目标。复风通过对炉温、碱度、上下部调剂等实现快速稳定恢复,喷涂造衬取得了停炉时间短、炉况恢复快,高炉指标明显改善。

石横特钢2~#高炉喷补造衬休风实践

为消除炉喉钢砖脱落对高炉生产带来的影响,石横特钢安排2#高炉休风,在不清除喷补反弹料的情况下,对脱落的炉喉钢砖及下部砖衬进行了喷补造衬,高炉炉型得到明显改善,实现了安全快速的炉况恢复目标。