深埋软岩隧道上中台阶开挖锁脚锚管倾角优化研究 被引量：1

1

作者 邓祥辉 贺海龙 +3 位作者 王睿 张轩 赵帮轩 丁潇 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第6期1152-1161,共10页

软岩隧道初期支护中,钢架+锁脚锚管联合支护是一种有效控制隧道围岩变形且经济的支护措施。其中,锁脚锚管的打设角度是影响其支护效果的重要参数。在已有的上台阶开挖后钢架+锁脚锚管力学解析模型基础上,推导了上中台阶开挖后钢架+锁脚... 软岩隧道初期支护中,钢架+锁脚锚管联合支护是一种有效控制隧道围岩变形且经济的支护措施。其中,锁脚锚管的打设角度是影响其支护效果的重要参数。在已有的上台阶开挖后钢架+锁脚锚管力学解析模型基础上,推导了上中台阶开挖后钢架+锁脚锚管力学解析模型,以此求出上中台阶开挖后锁脚锚管打设角度和钢架拱顶沉降的理论计算式。同时,基于竖向围岩压力实测分析,通过所求出的上中台阶开挖后锁脚锚管打设角度与钢架拱顶沉降的关系式,并以中河隧道为工程依托确定上中台阶开挖后锁脚锚管的最优打设角度。结果表明:建立的上中台阶开挖后钢架+锁脚锚管力学模型分析得到的隧道拱顶沉降与现场实测值基本吻合;根据钢架拱顶沉降理论公式分析得出隧道中台阶锁脚锚管最优打设角度为60°~70°。本文的研究成果可为深埋隧道分台阶开挖锁脚锚管的倾角优化设计提供理论依据。 展开更多

关键词 软岩隧道 锁脚锚管 上中台阶 力学模型 打设角度

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同初始状态下黄土的平面应变卸载力学特性

2

作者 张玉 赵阳 +5 位作者 刘科继 叶晟 刘瑾 丁潇 张猛 屈永龙 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期162-173,共12页

针对于黄土工程中的平面应变卸载问题,利用平面应变改造后的真三轴仪,开展了不同初始状态(原状、重塑和饱和)黄土在不同固结围压和含水率条件下的平面应变卸载试验,揭示了不同初始状态黄土的应力-应变演化关系、中主应力特性和强度特性... 针对于黄土工程中的平面应变卸载问题,利用平面应变改造后的真三轴仪,开展了不同初始状态(原状、重塑和饱和)黄土在不同固结围压和含水率条件下的平面应变卸载试验,揭示了不同初始状态黄土的应力-应变演化关系、中主应力特性和强度特性。研究结果表明,不同初始状态黄土的应力-应变曲线在低含水率和低围压条件下呈现理想塑性,随着固结围压和含水率增大,从弱硬化型向强硬化型转变;黄土的不同初始状态对应力-应变关系演化特性影响较大,原状黄土曲线最高,重塑黄土次之,饱和黄土最低;固结围压越大、含水率越低,初始切线斜率越大,应力应变曲线越高,土的强度发挥越快。原状和饱和黄土的中主应力和中主应力参数均先减小后增大,衰减幅度大,增长幅度小,中主应力参数的增长幅度要大于中主应力;重塑黄土的中主应力和中主应力参数则先减小后基本保持稳定。平面应变卸载条件下不同初始状态黄土的黏聚力和内摩擦角均随含水率增大近似呈现线性减小;不同初始状态对土黏聚力的影响要明显大于内摩擦角。原状黄土在低围压和低含水率条件下沿着剪切带形成明显的侧向滑移破坏,其余条件下均发生测胀破坏。 展开更多

关键词 原状黄土 重塑黄土 饱和黄土 平面应变试验 侧向卸载

在线阅读 下载PDF 职称材料

部分浸泡再生混凝土复合盐侵蚀微观特征与损伤演化 被引量：4

3

作者 王家滨 车志豪 +2 位作者 侯泽宇 范一杰 牛荻涛 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第16期133-144,共12页

为了研究部分掩埋、部分暴露于空气中的再生混凝土结构构件受复合盐侵蚀后的微观结构特征与耐久性损伤机制,以7.5%MgSO_(4)-7.5%Na 2SO_(4)-5%NaCl(质量分数)复合盐溶液模拟西北地区区域土壤与地下水环境,采用部分浸泡法,开展再生混凝... 为了研究部分掩埋、部分暴露于空气中的再生混凝土结构构件受复合盐侵蚀后的微观结构特征与耐久性损伤机制,以7.5%MgSO_(4)-7.5%Na 2SO_(4)-5%NaCl(质量分数)复合盐溶液模拟西北地区区域土壤与地下水环境,采用部分浸泡法,开展再生混凝土复合盐侵蚀耐久性实验。测试表观形貌、质量、相对动弹性模量等宏观指标,研究再生混凝土复合盐侵蚀耐久性退化规律;采用X射线衍射、红外光谱及综合热分析法,表征侵蚀再生混凝土的物相组成及其含量,分析部分浸泡再生混凝土复合盐侵蚀微观结构特征;使用扫描电镜与X射线能谱仪,观察侵蚀再生混凝土的微观形貌与微区元素组成,揭示部分浸泡再生混凝土复合盐的侵蚀损伤演化机制。结果表明:相对动弹性模量沿试件高度变化明显,区域3—6相对动弹性模量相对稳定,区域7—8降至最低后快速上升,在区域11—12回归至100%。部分浸泡再生混凝土由下至上分为毛细孔饱和区、气-液两相界面区、水分传输区和干燥区。随着浸泡时间延长,毛细孔饱和区侵蚀方式从化学侵蚀转变为以化学侵蚀为主,兼具物理破坏;气-液两相界面区损伤由化学侵蚀-物理破坏共同控制变为以物理破坏为主,兼具化学侵蚀;水分传输区由无损伤向化学侵蚀-物理破坏共同作用过渡。 展开更多

关键词 再生混凝土 复合盐侵蚀 部分浸泡 微观特征 损伤机制

在线阅读 下载PDF 职称材料

部分浸泡再生混凝土Mg^(2+)-SO_(4)^(2-)-Cl^(-)复合盐侵蚀耐久性损伤特征与机制 被引量：4

4

作者 王家滨 范一杰 +2 位作者 牛荻涛 王宇 张凯峰 《材料导报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期79-91,共13页

为系统研究与揭示西北地区部分掩埋再生混凝土(RAC)结构耐久性损伤特征与机制,以浓度为20%的复合盐溶液为侵蚀介质,开展了14种掺辅助胶凝材料RAC部分浸泡于复合盐溶液的耐久性试验,综合分析RAC动弹性模量、宏观与微观形貌、侵蚀产物物... 为系统研究与揭示西北地区部分掩埋再生混凝土(RAC)结构耐久性损伤特征与机制,以浓度为20%的复合盐溶液为侵蚀介质,开展了14种掺辅助胶凝材料RAC部分浸泡于复合盐溶液的耐久性试验,综合分析RAC动弹性模量、宏观与微观形貌、侵蚀产物物相组成与相对含量的经时变化规律。部分浸泡RAC沿纵向高度分为饱和区、气-液两相界面区、水分传输区及干燥区。侵蚀初期气-液两相界面区损伤程度高于饱和区;侵蚀中后期饱和区的损伤持平或超过气-液两相界面区,水分传输区损伤初现。饱和区侵蚀状态由初期的化学侵蚀转变为中后期的化学-物理双重侵蚀,气-液两相界面区在侵蚀期间均呈现出化学-物理双重侵蚀。化学侵蚀产物为水镁石、硬石膏/石膏、钙矾石、Friedel盐及碱式氯化镁;物理结晶盐包含氯镁石、白钠镁矾、氯化钠、水合硫酸镁、Na_(2)SO_(4)及芒硝,各侵蚀产物与结晶盐的相对含量均随浸泡时间延长而改变。侵蚀后期,Na_(2)SO_(4)和芒硝相互转化使RAC物理力学性能急速退化。粉煤灰-矿渣复掺RAC抗侵蚀性能整体较好,粉煤灰-硅灰复掺最差,后者在浸泡时间180 d时抗压强度损失率高于60%。矿渣-硅灰-偏高岭土三掺RAC耐久性显著高于粉煤灰-矿渣-偏高岭土三掺,后者在侵蚀180 d时已经溃散。四掺辅助胶凝材料RAC性能衰减速度均匀,但抗侵蚀性能仍处于较低水平,相同浸泡时间下,其耐久性指标均与粉煤灰-矿渣复掺RAC差距较大。 展开更多

关键词 再生混凝土 Mg^(2+)-SO_(4)^(2-)-Cl^(-)侵蚀 部分浸泡 耐久性退化特征 耐久性退化机制

在线阅读 下载PDF 职称材料

青藏高原地区纤维混凝土抗冻耐久性试验与损伤模型研究 被引量：12

5

作者 邓祥辉 张鹏 +2 位作者 王睿 吴起源 王旭 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第9期3143-3153,共11页

为研究青藏高原环境条件下不同纤维混凝土的抗冻耐久性及冻融损伤演化规律,本研究依托西藏那曲地区某混凝土道路工程,对普通纤维混凝土(NC)、冲磨纤维混凝土(CM)以及膨胀纤维混凝土(PZ)进行了冻融循环试验和相关力学测试,在试验研究的... 为研究青藏高原环境条件下不同纤维混凝土的抗冻耐久性及冻融损伤演化规律,本研究依托西藏那曲地区某混凝土道路工程,对普通纤维混凝土(NC)、冲磨纤维混凝土(CM)以及膨胀纤维混凝土(PZ)进行了冻融循环试验和相关力学测试,在试验研究的基础上,提出了适用于高原低气压环境下的冻融损伤模型。研究结果表明,从冻融循环试验结果来看,冲磨纤维混凝土(CM)抗冻耐久性最佳,三种纤维混凝土抗冻耐久性排序为CM>NC>PZ。针对本文建立的冻融损伤模型和基于该模型的抗折强度预测方程,采用青藏高原地区某高速工程项目的高寒引气混凝土测试数据进行了验证,冻融后的抗折强度试验值与预测值变化趋势相近且基本吻合。因此,本文建立的青藏高原抗折强度冻融损伤模型是合理且可行的。 展开更多

关键词 青藏高原地区 外加剂 纤维混凝土 现场试验 抗冻耐久性 损伤模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于松动圈理论的软岩大变形隧道锚杆支护优化研究 被引量：9

6

作者 王睿 张煜 +3 位作者 黄晓东 邓祥辉 袁岽洋 丁潇 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第4期74-82,共9页

在高地应力软岩区修建隧道时,由于软岩自身强度低、膨胀性强,又受高地应力挤压,若施工措施不当易发生软岩大变形,给工程建设带来巨大困难。根据围岩松动圈理论,采用统一强度准则,考虑中间主应力的影响,分析围岩应力状态,得到适用于软岩... 在高地应力软岩区修建隧道时,由于软岩自身强度低、膨胀性强,又受高地应力挤压,若施工措施不当易发生软岩大变形,给工程建设带来巨大困难。根据围岩松动圈理论,采用统一强度准则,考虑中间主应力的影响,分析围岩应力状态,得到适用于软岩大变形隧道围岩松动圈半径计算公式。对安岚高速谢家坡隧道围岩进行弹塑性分析发现,软岩大变形隧道围岩松动圈沿横断面分布并不均匀,呈边墙大拱顶小的趋势,且随大变形级别的升高和支护反力的减小而增大。结合现场测试得到Ⅱ级大变形松动圈厚度拱顶处为6.5~7.0 m,边墙处为7.0~7.5 m;Ⅲ级大变形松动圈厚度拱顶处为7.5~8.0 m,边墙处为8.0~8.5 m,并以松动圈厚度为依据优化系统锚杆长度。对优化段监测可见,围岩变形显著减小,稳定性有效提高。 展开更多

关键词 隧道 锚杆支护 围岩松动圈 统一强度准则 中间主应力

在线阅读 下载PDF 职称材料

平面应变条件下原状Q_(3)黄土的结构性演化特性研究 被引量：4

7

作者 张玉 范特佳 +4 位作者 许晨阳 杨倩 刘瑾 丁潇 金鑫 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期65-77,共13页

针对黄土工程中经常遇到的平面应变问题,通过扰动、加载和浸水充分释放土的结构势,开展Q_(3)原状、重塑和饱和原状黄土的无侧限压缩试验和平面应变剪切试验,依据初始结构性参数(构度)和剪切过程结构性参数(应力比结构性参数)定义了可综... 针对黄土工程中经常遇到的平面应变问题,通过扰动、加载和浸水充分释放土的结构势,开展Q_(3)原状、重塑和饱和原状黄土的无侧限压缩试验和平面应变剪切试验,依据初始结构性参数(构度)和剪切过程结构性参数(应力比结构性参数)定义了可综合描述从土的初始结构状态到平面应变剪切破坏状态的全过程结构性参数,分析了平面应变条件下,全过程结构性参数随轴向应变的衰减演化规律及结构性强度特性。研究结果表明,黄土的不同初始状态(原状、重塑和饱和)对应力-应变关系演化特性影响较大,原状黄土应力-应变曲线最高,重塑黄土次之,饱和黄土最低。随着含水率增大,构度指标不断减小,含水率小于土的塑限时,水的浸入对黄土结构的损伤较大。固结围压和含水率变化均对结构性参数及其演化规律有明显影响。建立的全过程结构性参数,可以很好的描述土的初始结构性及平面应变剪切全过程的结构损伤演化规律,亦可以反映出含水率和固结围压对于土结构性损伤演化全过程的影响规律。不同初始状态对土的强度影响显著,黏聚力随构度呈非线性增长,内摩擦角随着构度增大近似呈线性增长,但变化幅度较小。 展开更多

关键词 平面应变试验 Q_(3)黄土 结构性参数 演化规律 结构性强度

在线阅读 下载PDF 职称材料

多元胶凝材料体系再生混凝土力学性能试验研究 被引量：15

8

作者 王家滨 侯泽宇 +2 位作者 张凯峰 王斌 李恒 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期93-100,共8页

以粉煤灰、矿渣、硅灰和偏高岭土为辅助胶凝材料,与水泥构成二元、三元及多元胶凝材料体系,通过改变体系内辅助胶凝材料种类及掺加比例,设计35个配合比,测试再生混凝土(RAC)的抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗压强度和抗折强度,系统研究... 以粉煤灰、矿渣、硅灰和偏高岭土为辅助胶凝材料,与水泥构成二元、三元及多元胶凝材料体系,通过改变体系内辅助胶凝材料种类及掺加比例,设计35个配合比,测试再生混凝土(RAC)的抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗压强度和抗折强度,系统研究多元胶凝材料体系对RAC力学性能的影响及力学性能指标之间的关系。二元胶凝体系中,粉煤灰与硅灰取代率超过20%(如无特殊说明,均为质量分数,下同)时RAC抗压强度快速下降。采用三元胶凝体系,粉煤灰取代率降低,RAC力学性能提高。辅助胶凝材料掺加比例相同(总取代率30%,质量比1∶1)时,水泥⁃粉煤灰⁃偏高岭土体系RAC力学性能远高于水泥⁃粉煤灰⁃矿渣体系RAC。多元胶凝体系RAC力学性能与体系内辅助材料种类有显著的关系,水泥⁃粉煤灰⁃硅灰⁃偏高岭土体系RAC力学性能是水泥⁃粉煤灰⁃矿渣⁃硅灰体系RAC的1.1倍。当粉煤灰、矿渣、硅灰、偏高岭土的质量比为3∶1∶1∶1时,RAC力学性能最高,养护龄期90 d时抗压强度和劈裂抗拉强度分别为67.4 MPa和5.23 MPa。采用XRD及综合热分析法,对三元及多元胶凝体系再生混凝土物相组成及其相对含量进行测试,从微观角度分析再生混凝土宏观力学性能变化机理。通过分析水泥⁃粉煤灰⁃矿渣体系再生混凝土三种力学性能指标之间的关系,轴心抗压强度与立方体抗压强度呈正相关,劈裂抗压强度与立方体抗压强度呈指数关系,建立了考虑再生骨料取代率的力学性能关系模型。 展开更多

关键词 再生混凝土 多元胶凝体系 辅助胶凝材料 力学性能 强度关系

在线阅读 下载PDF 职称材料

复合盐侵蚀再生混凝土耐久性能退化试验研究 被引量：9

9

作者 侯泽宇 王家滨 +2 位作者 郭庆军 李恒 张凯峰 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2021年第11期3617-3626,3653,共11页

我国西北地区土壤及其地下水中含有大量侵蚀性离子,造成了再生混凝土结构耐久性能快速退化,严重制约着再生混凝土在主体结构中的应用。基于西北地区耐久性环境中侵蚀离子组成及区域气候环境特征,以7.5%(质量分数)MgSO_(4)-7.5%(质量分数... 我国西北地区土壤及其地下水中含有大量侵蚀性离子,造成了再生混凝土结构耐久性能快速退化,严重制约着再生混凝土在主体结构中的应用。基于西北地区耐久性环境中侵蚀离子组成及区域气候环境特征,以7.5%(质量分数)MgSO_(4)-7.5%(质量分数)Na_(2)SO_(4)-5%(质量分数)NaCl为侵蚀介质,采用干湿交替方式,开展复合盐侵蚀再生混凝土耐久性能退化试验研究。以粉煤灰、矿渣、硅灰、偏高岭土等活性矿物掺合料取代水泥,研究矿物掺合料搭配方式对再生混凝土耐久性能影响。采用XRD、FTIR、TG-DSC及SEM、EDS等表征手段,分析侵蚀产物矿物组成、含量及微结构变化,研究复合盐侵蚀再生混凝土损伤过程。随着干湿交替次数增加,再生混凝土相对动弹性模量、质量变化率、相对抗压强度、相对劈裂抗拉强度及损伤层厚度的变化规律与矿物掺合料搭配方式有着显著的相关性。随着侵蚀离子的不断扩散,混凝土碱度降低,在表面依次形成了以水镁石、石膏及钙钒石为主要产物的致密侵蚀产物层,短暂阻碍了侵蚀离子进一步扩散。随着侵蚀产物不断堆积及无胶凝性水化硅酸镁的形成,在膨胀应力及盐结晶压力共同作用下,再生混凝土表面大量剥蚀并开裂,耐久性能快速退化。 展开更多

关键词 再生混凝土 耐久性能 复合盐侵蚀 干湿交替 矿物掺合料 退化机理

在线阅读 下载PDF 职称材料

再生混凝土高浓度Mg^(2+)-SO_(4)^(2-)-Cl^(-)复合盐侵蚀耐久性 被引量：7

10

作者 王家滨 侯泽宇 +1 位作者 张凯峰 李恒 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第23期69-79,共11页

我国西北地区区域土壤及地下水中含有高浓度侵蚀性的Mg、SO及Cl^(-)严重降低了在役混凝土结构的耐久性,阻碍了再生混凝土(RAC)在工程中应用。基于西北地区区域环境与耐久性侵蚀特点,本研究采用7.5%MgSO_(4)-7.5%Na_(2)SO_(4)-5%NaCl高... 我国西北地区区域土壤及地下水中含有高浓度侵蚀性的Mg、SO及Cl^(-)严重降低了在役混凝土结构的耐久性,阻碍了再生混凝土(RAC)在工程中应用。基于西北地区区域环境与耐久性侵蚀特点,本研究采用7.5%MgSO_(4)-7.5%Na_(2)SO_(4)-5%NaCl高浓度复合盐溶液及干湿交替法,开展RAC耐久性实验。以相对动弹性模量、质量变化率、相对抗压与劈裂抗拉强度、损伤层厚度为耐久性指标,研究RAC耐久性退化规律与影响因素。采用XRD、FTIR、TG-DSC及SEM-EDX等手段,表征侵蚀RAC的微观结构,探究RAC耐久性演化过程。侵蚀初期,水镁石、硫酸钙及钙矾石等侵蚀产物填充RAC表层,降低化学侵蚀速度,RAC的耐久性呈现暂时性提升和/或相对稳定状态;侵蚀中后期,钙矾石、Friedel盐、C-S-H等分解,M-S-H、Na_(2)SO_(4)等无胶凝性侵蚀产物和膨胀性物理结晶盐的形成加速了RAC微观结构的破坏,RAC耐久性进入快速下降阶段。RAC的耐久性与采用的辅助胶凝材料组成(粉煤灰、矿渣、硅灰及偏高领土)有显著关系,多元胶凝体系RAC的抗侵蚀性能高于三元胶凝体系,粉煤灰-硅灰-偏高领土辅助胶凝体系RAC的抗侵蚀性能最优,粉煤灰与硅灰取代率比为1∶2的三元胶凝材料体系RAC的抗侵蚀性最差。 展开更多

关键词 再生混凝土耐久性 高浓度复合盐侵蚀 辅助胶凝材料体系 损伤机理 耐久性退化过程

在线阅读 下载PDF 职称材料

多掺矿物掺合料再生混凝土力学性能研究 被引量：9

11

作者 侯泽宇 李子昂 +1 位作者 王家滨 李恒 《混凝土》 CAS 北大核心 2023年第1期58-63,共6页

通过测试再生混凝土坍落度、立方体抗压强度及劈裂抗拉强度,并对再生混凝土微观形貌、矿物组成进行分析,探究矿物掺合料种类及掺量对再生混凝土力学性能的影响。研究结果表明:将粉煤灰分别与矿渣、硅灰、偏高岭土组合使用能够明显改善... 通过测试再生混凝土坍落度、立方体抗压强度及劈裂抗拉强度,并对再生混凝土微观形貌、矿物组成进行分析,探究矿物掺合料种类及掺量对再生混凝土力学性能的影响。研究结果表明:将粉煤灰分别与矿渣、硅灰、偏高岭土组合使用能够明显改善再生混凝土和易性;单掺矿物掺合料中,偏高岭土能显著提升再生混凝土力学性能,相较于基准组,养护龄期90 d时,抗压强度和劈拉强度分别提升24.0%和11.0%;复掺矿物掺合料中,粉煤灰-偏高岭土对混凝土的劈拉强度提升效果突出,劈拉强度提升14.0%,抗压强度提升6.5%;三掺矿物掺合料中,粉煤灰-硅灰-偏高岭土对再生混凝土的劈拉强度提升较好,劈拉强度提升9.8%,抗压强度提升4.6%;粉煤灰-矿渣-硅灰-偏高岭土四掺再生混凝土力学性能表现良好,抗压强度最高提升18.4%,劈拉强度最高提升15.5%。 展开更多

关键词 再生混凝土 矿物掺合料 力学性能 界面过渡区

在线阅读 下载PDF 职称材料