硫酸盐对超深井井壁混凝土力学性能的影响及劣化机理

针对深部地下工程中混凝土材料面临的高地温、高地应力、高渗透压、强腐蚀的恶劣服役条件,选取C70仿钢纤维混凝土(C70-ISFRC)和高性能超深井井壁混凝土(HUC)作为研究对象,研究两种混凝土在硫酸盐干湿循环条件下力学性能、破坏形态及冲击倾向性等变化,并采用扫描电镜及能谱分析其劣化机理。结果表明:随着硫酸盐干湿循环的进行,两种混凝土力学性能均表现为先增强后减弱的趋势,但HUC的性能更为优异,且劈裂抗拉强度较抗压强度对硫酸盐干湿循环机制更加敏感;两种混凝土的韧性均变差,但HUC中的镀铜钢纤维的抗拉性能优于聚丙烯仿钢纤维,使HUC板“坏而不断”;两种混凝土的冲击倾向性均增强,但HUC的冲击倾向性弱于C70-ISFRC;在硫酸盐干湿循环中,HUC与C70-ISFRC的腐蚀类型分别以石膏类腐蚀与钙矾石类腐蚀为主,表明混凝土内部存在膨胀应力,导致了混凝土内部结构的开裂。

基于博弈赋权超深井井壁SFRC支护方案优选及应用

云南会泽铅锌矿一超深竖井建设面临高地应力、高渗透水压等工程难题,为确定该深部竖井井壁最佳配比的钢纤维混凝土支护方案,利用矿山现场砂、石、水泥等材料制作10种不同钢纤维掺量的混凝土试样,经过14 d标准养护后开展单轴压缩、劈裂拉伸、四点弯曲等试验。结合钢纤维混凝土强度测试结果和现场工况,选取抗拉强度、人工劳动成本等8项评价指标作为模型的判别指标,分别选取可拓层次分析法、改进熵权法对评价指标进行赋权,基于博弈论组合赋权构建综合评价模型。利用评价模型计算10种SFRC支护方案的相对贴合度,最终优选出方案T2-30(长纤维掺量40 kg/m^(3),中长纤维掺量5 kg/m^(3),短纤维掺量10 kg/m^(3))SFRC支护作为超深竖井井壁最佳支护方案。现场应用表明:SFRC支护对深部竖井井壁的支护效果良好,对竖井井壁完整性与井筒稳定性控制效果明显优于先前的单掺钢纤维混凝土支护方案。