土遗址锚固用PS-(C+F)浆液性能与结石体耐久性室内试验

为科学揭示土遗址本体锚固用PS-(C+F)浆液的凝结固化特征和结石体的长期性能,针对标准稠度试验确定的最佳水灰比(0.39)的浆液,通过龄期强度、龄期含水率、龄期波速、收缩特性等试验,查明了浆液的凝结固化特征;通过温湿度循环、冻融循环、水稳定性、安定性和耐碱性等耐候性试验手段,研究了结石体的耐久性特征。试验结果表明,本浆液龄期强度满足施工工艺的需求,结石体在外观、密度、孔隙率、强度上和土体具有较好的兼容性,较低的收缩率保证了锚固界面的性能,结石体具有典型的弹脆性力学特征;结石体具有优良的耐久性,可以有效的抵御西北干旱半干旱区的气候,但在硫酸钠高含量遗址土体中不适用。研究证明,配合比为C∶F=1,PS∶(C+F)=0.39的PS-(C+F)浆液适宜于中国西北地区土遗址本体锚固,具有较强的兼容性和耐久性。

夯筑土遗址中基于PS-(F+C)浆液的木锚杆锚固性能

基于室内物理模型试验和原位锚固试验,对基于高模数硅酸钾溶液-（粉煤灰＋粉土）（PS-（F＋C））浆液的木锚杆锚固系统在夯土介质中进行了拉拔测试与杆体-浆体界面应变监测,研究了该锚固系统的锚固性能与破坏模式、杆体-浆体界面剪应力分布与传递特征。结果表明：该锚固系统室内试验极限锚固力（24～38 k N）远大于现场试验值（2.5～8 k N）;锚固系统具有低弹性强塑性特征,表现出极强的延性;在荷载进程中杆体-浆体界面的应力分布与传递特征具有多峰值分布、高值往往出现在锚固末端、压应力出现等特征,表明该锚固系统兼有拉力型和压力型全长黏结性锚固系统的特点;该系统适合于夯筑土遗址锚固,与遗址具有良好的物理力学兼容性。

土遗址裂隙注浆材料PS-(C＋F)与SH-(C＋F)性能对比研究

西北干旱、半干旱地区保存有大量的土遗址,裂隙、淘蚀、洞穴、冲沟、坍塌等一系列病害对遗址的破坏作用明显。就裂隙注浆材料而言,本研究基于PS-(C+F)的成功应用,为使注浆材料多元化,对比研究SH-(C+F)浆液作为注浆材料的适用性。通过室内对两种材料的力学性能、水理性质、抗冻性、抗老化性的比较以及现场对裂隙加固效果的检测,最终分析数据得出结论,SH-(C+F)与PS-(C+F)的力学性能相当,但SH-(C+F)的抗渗性、抗崩解性、抗冻性、抗老化性等略好一些。因此,SH-(C+F)浆液适宜作为注浆材料应用于土遗址裂隙加固中。试验结果对西北地区土遗址裂隙加固材料的多元化有重要的参考意义和指导作用。

基于SH-(C+F)浆液锚杆锚固性能与机理研究

锚固技术在土遗址稳定性控制领域已得到了广泛应用,然而锚固浆液的缺乏成为制约土遗址锚固技术和理论发展的关键问题之一。对质量浓度分别为0.5%、1.0%、1.5%的SH与黏土、粉煤灰拌和组成SH混合浆液试块进行物理、力学、声波特性测试以及基于该类型混合浆液分别同木锚杆、玻璃纤维锚杆、钢筋锚杆组成的不同锚固系统的原位锚固、拉拔测试和杆体-浆体界面应力-应变监测。获取了3种锚固系统的破坏模式、锚固性能和杆体-浆体界面应力-应变的时空分布规律。试验结果表明:SH锚固浆液拥有良好的物理、力学性能,与土遗址构筑材料性能兼容;基于SH锚固浆液全长灌浆的3种锚固系统的锚固性能优良;木锚杆锚固系统锚固性能在SH浓度为1.0%时达到最优,而玻璃纤维和钢筋锚杆锚固系统锚固性能良好度随着SH的浓度升高而升高。研究结果为以SH为主材的改性浆液在土遗址锚固领域中的应用提供了依据和参考。

土遗址裂隙注浆用SH-(C+F+CaO)浆液耐久性试验研究

为探索适应于西北地区土遗址裂隙加固灌浆材料,以SH溶液为主剂,粉煤灰、土遗址原生土与生石灰拌合为灌浆材料,测试浆体的收缩变形性、龄期强度,通过温湿度循环试验、冻融循环试验、水稳定性试验、安定性试验和耐碱性试验,对浆体耐久性进行评价,此外,通过室内模拟裂隙注浆,研究浆-土界面之间的抗剪特性。试验数据表明,SH-(C+F+Ca O)浆体具有较小的收缩变形性,较强的力学性能、良好的耐久性,尤其适用于西北地区特有的碱性环境中;而硫酸钠对其有一定的弱化效应,在高浓度的硫酸钠土遗址地区应慎用,浆–土界面抗剪强度与土遗址原状样相当。研究表明,此浆液适宜作为西北地区土遗址裂隙注浆材料。

交河故城土体裂隙灌浆材料性能试验

以PS为主剂,粉煤灰和交河故城原生土为填充材料,氟硅酸钠为固化剂制得PS-(F+C)浆液,测定浆液的初凝速度,并观测结石体的收缩变形性。测试结石体在不同龄期时的强度,对比固化温度、固化剂掺量、PS模数、PS浓度以及水灰比等因素对结石体强度的影响。对PS-(F+C)浆液结石体进行水稳定性、抗冻融性、安定性和耐碱性等耐候性试验。试验结果表明,PS-(F+C)浆液和易性与可灌性非常好,它与交河故城生土遗址相兼容,浆液的凝结速度适中且可调,水灰比为0.60时的线性收缩率约2.6%,PS主剂浓度是决定浆材长期强度的最关键参数,吐鲁番夏天较高的固化温度有利于气硬性PS-(F+C)浆液结石体强度的增长,而且浆液结石体的耐候性能良好。PS-(F+C)浆液将用于封护加固交河故城生土遗址中的裂隙,防止雨水沿裂隙冲蚀下切崖体。