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题名基于NMR技术的玄武岩纤维喷射混凝土韧性演化规律
被引量：17
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作者
焦华喆
韩振宇
陈新明
杨亦轩
王云飞
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机构
河南理工大学河南省地下空间开发及诱发灾变防治国际联合实验室
河南理工大学河南省矿产资源绿色高效开采与综合利用重点实验室
河南理工大学土木工程学院
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期2990-2998,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51704094,51834001)
河南省科技攻关资助项目(172102210286)
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文摘
随着煤矿开采深度的增加,普通喷射混凝土支护结构易开裂脱落。玄武岩纤维(BF)的加入可以有效地提升喷射混凝土韧性与抑制围岩变形的能力。通过弯曲韧性试验研究了BF对玄武岩纤维喷射混凝土(BFRS)韧性的影响规律,通过核磁共振试验(NMR)研究了孔隙分布对BFRS韧性的影响,并进行了井下现场支护试验。结果表明:BF掺入后,BFRS 7 d与28 d试块抗弯强度分别提高了9.8%,6.8%,且BF对早龄期抗弯强度提升效果更为明显;分别采用DBV与JSCE标准对BFRS韧性进行评价,实验发现最优纤维掺量为4.5 kg/m^3,此时D1^f和D2^f分别为29.5 N·m和57.9 N·m,试件弯曲韧性比同时达到最大值0.875;对比可知,DBV多值韧性标准更适合评价BFRS抗弯韧性。通过NMR试验发现纤维掺量对BFRS孔隙结构影响较大,纤维掺量达到3 kg/m^3时,BFRS大孔径孔隙占比仅为0.25%,当纤维掺量超过临界掺量4.5 kg/m^3,BFRS大孔径孔隙占比增加,喷射混凝土基体内部缺陷增多,韧性降低。进行井下支护试验发现BFRS抑制变形能力优于普通喷射混凝土,其中纤维掺量为4.5 kg/m^3时,支护段巷道35 d收敛位移最小,仅为0.21 mm,此时支护效果最好。分布在BFRS基体内部的纤维可以形成稳定的三维承力结构,有效改善BFRS基体内部孔隙结构,增加BFRS韧性,提高被支护巷道抗变形能力。高韧性BFRS可以有效地满足深部大变形巷道支护要求,达到“变形不开裂,开裂不掉落”的效果。
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关键词
玄武岩纤维
喷射混凝土
韧性
核磁共振
孔隙结构
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Keywords
basalt fiber
shotcrete
toughness
nuclear magnetic resonance
pore structure
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分类号
TU528.58
[建筑科学—建筑技术科学]
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