碳化作用对水泥净浆中游离氯离子浓度的影响

以探究碳化作用对水泥净浆中游离氯离子浓度的影响为目标,并借助XRD衍射图谱、SEM扫描电镜图等微观手段,研究了碳化作用下水泥净浆内游离氯离子浓度的影响规律以及微观结构特征。结果表明:水灰比对碳化作用前游离氯离子浓度的影响变化受总氯离子浓度的影响,总氯离子浓度越高,水灰比对游离氯离子浓度的影响越大;碳化不利于氯离子的结合,一方面是因为碳化作用不利于Friendel盐的生成和稳定,减少了离子化学固化量。另一方面水化产物中的C-S-H凝胶的生成量也减少,大量的Ca~(2+)被消耗,Ca/Si比也减小,削弱了物理吸附作用,减少了离子物理吸附量,从而增大了水泥净浆中游离氯离子浓度;碳化能显著细化孔隙结构,减少孔隙率,有利于减弱游离氯离子的扩散与侵蚀。     

梯度混合混凝土叠浇面粘结性能试验研究

通过对陶粒混凝土与普通混凝土的叠合浇筑试块进行双面剪切试验,研究混合混凝土叠合浇筑时,结合面处理方式及浇筑间隔时间对结合面粘结剪切性能的影响;通过扫描电子显微镜观测,分析了浇筑结合面微观结构的形貌特征及形成机理。结果表明：随着浇筑间隔时间的延长,两种结合面处理方式下浇筑结合面的粘结剪切强度均发生相同规律的降低变化。人工凿毛处理后的浇筑结合面水化反应充分均匀,微观结构较为致密,无明显收缩微裂缝或缺陷;粉煤灰砂浆涂刷处理后,一定程度上减小了浇筑结合面机械咬合力及有效摩阻力,弱化了浇筑结合面上的微空隙结构,后期浇筑普通混凝土硬化收缩时,局部产生微裂缝或微空隙缺陷,从而影响了浇筑结合面的粘结剪切性能。     

岩石结构面两级形貌剪切特性研究

岩石结构面表面形貌由宏观起伏体(一级)和表面微凸体(二级)两级形貌共同组成，剪切过程中各级形貌的剪切特性不尽相同。结合三维激光扫描技术、3D打印技术和模拟材料批量制作了模型结构面，开展了不同法向应力条件下的直剪试验。试验结果表明：相同法向应力条件下，二级形貌剪切磨损接近总体形貌，且大于一级形貌；不同法向应力条件下，剪切前后两级粗糙参数平均变化率随法向应力增加而逐渐增加，其中一级粗糙参数平均变化率ηI为1.99%～4.03%，二级粗糙参数平均变化率η_Π为5.97%～8.16%；进一步基于“余弦相似性”原理计算余弦夹角以评价剪切前后结构面形貌相似性，发现二级形貌余弦夹角波动最大，一级形貌余弦夹角与总体形貌余弦夹角较接近，验证了二级形貌的剪损特性和一级形貌的剪胀特性。上述研究可为结构面抗剪强度的评价提供参考意义。     

基于岩体安全系数的巷道协同锚固支护方法研究

为解决煤矿洞室锚固支护参数选取难题，提出基于不同安全系数下围岩塑性区分布特征的支护参数选取方法。通过离散元数值模拟技术，将岩块及结构面中的黏聚力、内摩擦角，按照折减系数进行赋值计算，得到不同安全系数情况下围岩失稳区域范围。根据支护及现场实际要求，分析锚固段位置与安全系数之间的关系，从而实现协同支护，定量获得支护参数。研究结果表明：依据强度折减方法，能够有效识别巷道交叉点等复杂洞室风险区域，并可以得到各部围岩安全系数的分布特征。在支护设计方案中，应该保障短锚杆锚固段在安全系数大于1的区域，顶部及两帮腰部等重要部位的长锚索锚固端设置在安全系数大于2的区域，中隔墙采用双控锚索其加固范围为安全系数小于1.3区域。协同支护加固下，实测交叉洞室围岩最大变形值为2.9cm，矩形回采巷道变形最大值27.5 cm，数值计算结果与现场实测结果最大误差仅为0.5 cm，均表明该支护设计方法可靠性较强，为煤矿巷道洞室支护参数定量化设计提供科学依据。