浅埋暗挖法改良淤泥地层注浆方案选取的试验研究

针对温州地区典型软弱土性质,结合温州市附二医地下人行通道工程,利用普通水泥-水玻璃浆液、超细水泥-水玻璃浆液、HSC注浆液3种改良土壤的注浆材料进行一系列室内试验和现场注入试验。室内试验和现场注入试验表明,同掺量超细水泥与普通水泥的加固效果比较,处理后土体强度相当,超细水泥凝胶时间长、易受地下水稀释影响、超细水泥浆价成本为普通水泥的3倍左右,故提出对温州典型淤泥质地层的加固,采用普通水泥-水玻璃双浆液代替超细水泥浆液作为注浆材料。现场注入试验表明,相同注浆时间下,浆液扩散半径和土体抗压强度随注浆压力的增大而增大;相同注浆压力下,浆液扩散半径均随注浆速度的增大而增加,但随着注入速度的增大,增长趋势减缓。经过现场注入试验确定注浆关键参数：浆液扩散半径为1.0～3.0 m,注浆终止压力1.0～1.5 MPa,注浆加固厚度为4～5 m。注浆后,采用分析法和开挖后取样法检查注浆效果,结果表明,注浆效果符合设计施工要求。此注浆方案的成功应用,对富含深厚软黏土的温州地区及长三角地区地下工程的注浆加固具有非常重要的借鉴意义和广泛的应用前景。     

超细水泥–水玻璃双液浆的性能研究

通过凝胶时间、析水率、流动度和结石体强度试验,对普通水泥与超细水泥两种可用双浆液注浆材料的性能进行对比研究,结果表明超细水泥浆液有更长的凝胶时间、更好的稳定性、更优良的流动度,结石体有更高的抗压强度,更适用于土层的止水加固。研究还发现水玻璃波美度超过40°Bé,双浆液的性能并无明显提升。     

复合水泥基速凝注浆材料的试验研究

为了深入研究水泥-水玻璃速凝注浆材料的稳定性能,通过室内试验,分析了复合水泥-水玻璃注浆材料的主要性能参数。利用回归正交试验设计方法,以抗压强度、凝胶时间为主要指标,采用极差法和直观图法分析浆液的抗压强度并对配比进行了优化设计,通过腐蚀试验分析了硫酸盐、碳酸盐对强度的影响。研究结果表明,磷酸氢二钠对注浆材料的强度影响很小,作为良好的缓凝剂效果明显;影响浆材28d抗压强度的主要因素依次为水灰比、水玻璃、减水剂、磷酸氢二钠;浸泡90d,在5%的Na_2SO_4溶液中结石体的强度损失最大达44.1%,在5%的Na_2CO_3溶液中,强度损失达18.5%;选择较优配比浆液作为注浆材料,根据相应的施工工艺,为后期场地加固做好铺垫。     

水泥基盾构同步注浆材料的性能研究

研究了胶砂比、水泥用量和膨润土掺量对水泥基盾构同步注浆材料基本性能、填充性能与抗水分散性能的影响,结果表明,随着水胶比的增大,水泥基注浆材料浆液的稠度和泌水率增加,抗压强度降低,分层度变化不大;随着膨润土掺量的增加,水泥基注浆材料浆液的泌水率降低;结石率可用于评价注浆材料的填充性能;水陆强度比宜作为注浆材料抗水分散性的评价指标。     

掺粉煤灰混凝土耐海水侵蚀性能的试验研究

本文研究掺粉煤灰混凝土的强度,抗冻性,抗渗性,人在工海水中的强度、氯离子扩散性,膨胀性、钢筋钢蚀程度、在及经长达１１年之久海水现场暴露后的强度、中性化和钢筋锈蚀等性能,从而得知参粉煤灰混凝土具有比普通混凝土优秀的耐海水侵蚀性能。     

海工水泥的试验研究

我国的海洋资源十分丰富,海洋资源的开发和利用具有广阔的前景。在国外,目 前海洋工程使用的结构材料主要有钢结构和水泥混凝土结构,就使用效果而言,水 泥混凝土材料是一种较好的结构材料。由于混凝土结构损坏后不易修复,因此要求 海洋工程混凝土具有良好的耐久性。中国建材研究院的科研人员研制开发的海工水 泥除具有普通水泥的性能外,还具有高强、抗海水侵蚀、耐海水冲刷等优良特性,特 别适用于地下工程、港口、码头以及其它受侵蚀介质腐蚀的工程。     

新型改性水泥-水玻璃复合注浆材料加固砂卵石地层研究

为保证砂卵石地层超浅埋暗挖下穿某城市快速路施工安全，通过试验自主研发改性水泥-水玻璃注浆材料，选择合适的浆液进行预加固，并添加缓凝剂和硫酸铜改善水泥-水玻璃注浆材料的性能。结果表明，缓凝剂的添加使得凝胶时间可控；硫酸铜的添加改善了结石体与混凝土或岩体界面的状况，使得抗压强度显著提高；钢渣微粉的添加提高结石体的致密性，抗渗性能提高。现场施工表明，自主研发的改性水泥-水玻璃注浆材料对砂卵石地层超浅埋暗挖施工效果良好，保证了施工的安全。     

海下石油储库硫铝酸盐水泥注浆材料研究

目前我国正在规划建设海下石油储库,其对岩体补强注浆材料提出了更高要求,需要在海水拌和条件下具有流动性好、早强、高强的性能,同时要在海水浸没条件下具有后期强度稳定不倒缩等特点。根据海下石油储库对注浆材料的约束条件,选用硫铝酸盐水泥为基料,在海水条件下对不同外加剂进行比选。试验发现,掺加相同的减水剂,采用海水拌和比采用淡水拌和的流动度会降低,采用硼酸作为缓凝剂调节凝结时间能获得较理想的线性度,采用UNF–5减水剂会使水泥强度产生较大波动,无法满足海下储库对注浆材料的要求,采用F10密胺系减水剂能保证材料早期强度高,后期强度不倒缩,整体保持稳定上升趋势。最终试验制备出了满足海下石油储库建设中破碎岩体补强要求的注浆材料。     

碱激发-工业废渣双液注浆材料性能研究

利用工业废渣(矿渣、钢渣、粉煤灰)和水玻璃制备出具有不同凝胶时间(3～300 s)、高固结强度(～25 MPa)和结石率可达100%的双液注浆材料,使工业废渣再生资源化,并减少灌浆水泥的消耗量,为注浆材料的“绿色”和高性能化提供了一种选择.研究结果表明:随着水玻璃模数的增加,浆液凝胶时间先减小后增大,浆液固结强度先增大后减小;随着水玻璃掺量(体积分数)的增加,浆液凝胶时间保持延长趋势,而固结强度则先增大后减小;随着粉煤灰的加入,浆液凝胶时间延长.当工业废渣双掺或三掺时,无水泥熟料注浆材料体系较单掺工业废渣无水泥熟料注浆材料体系具有更合理的颗粒级配效应和更高的固结强度.     

海水化学成分对水泥基材料的侵蚀

针对水泥基材料受海水腐蚀的情况,通过质量损失率、抗压强度损失率、抗渗性能及外观分析,评价水泥基材料在10倍海水浓度各化学成分长期浸泡下的抗腐蚀性能。结果表明在海水的主要成分中,对水泥基材料侵蚀性能由大到小的顺序为MgSO4、K2SO4、MgCl2、NaCl。降低水胶比和添加掺合料可以有效提高水泥基材料抗海水腐蚀性能。在长期浸泡条件下,海水化学成分对水泥基材料的侵蚀破坏分别表现为Mg(OH)2和钙矾石的生成。主要侵蚀成分为Mg2+和SO42-,其中SO42-略严重,二者复合对水泥基材料侵蚀更加严重。     

奥陶系灰岩顶部超前区域注浆浆液选配分析

煤矿底板注浆加固或改造广泛采用水泥基浆液,而由于注浆材料和浆液性能的差异,在注浆实践中缺少对注浆材料的合理选配及浆液类型和配比的有效调控,致使超前注浆效果难以达到预期目标。针对上述问题,以邯邢矿区奥灰顶部注浆改造为背景,通过分析奥灰顶部宏、细观发育特征,结合当地注浆所用水泥、黏土和粉煤灰等注浆材料的粒径分布特征,对注浆材料进行了合理选配;考虑水灰比、水玻璃掺量、奥灰水化学类型、固相比等因素,对水泥基浆液的物理力学性质进行了正交试验,得到了水泥基浆液物理力学性质及其主控因素。研究结果：奥陶系灰岩顶部峰峰组七段岩层富水性和渗透性大于其上部峰峰组八段,细观空隙中数量占比以闭合裂隙和微张裂隙为主,均值分别为120μm和420μm,宽张裂隙和中张裂隙在裂隙面积中占主要比例,具有较好延展性;奥灰顶部注浆改造过程中可采用水泥-粉煤灰或水泥黏土浆液进行“垫底式”充填注浆,而后采用水泥浆液对微小裂缝和闭合裂隙进行升压注浆或劈裂注浆;水泥浆液、水泥-粉煤灰浆液、水泥-黏土浆液的凝结时间主控因素均为水玻璃掺量,水泥浆液黏度的主控因素为水玻璃掺量,水泥-粉煤灰浆液和水泥-黏土浆液黏度主控因素均为水灰比,水泥浆...     

干湿循环和盐类耦合对水泥基材料的侵蚀

研究盐类及干湿循环耦合条件下水泥基材料的腐蚀情况,通过抗压强度损失率、抗渗性能评价水泥基材料的抗腐蚀性能;通过SEM观测水泥基材料内部的微观结构.结果表明在干湿循环过程中,海水主要成分对水泥基材料侵蚀由大到小的顺序为MgSO4、K2SO4 MgC12、NaC1,降低水胶比和添加掺合料可有效提高水泥基材料抗海水腐蚀性能.NaCl对水泥基材料的微观破坏有限,Mg2＋和SO42-侵蚀后微观结构破坏严重.     

采用响应曲面优化法优化水泥基注浆材料的强度与耐硫酸盐腐蚀的试验研究

采用响应曲面优化法优化湿陷性黄土注浆中的注浆材料并进行耐硫酸盐腐蚀性研究。以水灰比、粉煤灰等为考虑因素,2h析水率、3d及28d抗压强度为响应值,建立模型,并对浆液结石体进行耐硫酸盐腐蚀性及微观试验。结果表明:水灰比0. 8、粉煤灰掺量40%、无水硫酸钠掺量3. 11%、膨润土掺量4%,此时综合性能最佳,结石体3d、28d抗压强度分别为9. 5MPa和24. 7MPa,与预测值(8. 6MPa、23. 5MPa)相接近。响应曲面优化法能很好地预测试验结果,优化后的浆液结石体比纯水泥浆液结石体有更好的耐硫酸盐腐蚀性能。     

一种新型高分子注浆材料的试验研究

 在深部岩土工程实体加固及涌水封堵治理的基础上,分析一种新型高分子注浆材料反应机制的可行性,就浆材的黏结性、凝胶性、固结体抗压抗折强度等进行详细的室内试验研究工作,并在模拟的砂卵砾石层中开展渗透注浆模拟试验研究,分析注浆压力、注浆时间、浆液温度、围岩渗透系数等主要因素对浆液扩散半径和注浆后结石体抗压强度的影响规律以及其相互关系。结合现场工程实例,进一步验证该化学浆液在工程加固及涌水封堵治理上的实用性和优越性。试验结果表明：注浆材料的流动性、黏结性、早强性及耐久性较好,具有储存运输方便、工艺简单实用、遇水急速膨胀、固结体无毒环保等优点。浆液扩散半径随注浆压力、注浆时间、渗透系数的增大而增大,随浆液温度的升高而减小,最显著的影响因素是注浆压力和渗透系数,其次是浆液温度和注浆时间;注浆后结石体的抗压强随注浆压力、浆液温度、孔隙度以及注浆时间的增大而增大,注浆压力和孔隙度对结石体抗压强度有较大影响,浆液温度次之,注浆时间对结石体强度的影响最小。研究结果表明该高分子注浆材料具有良好的工程加固和封堵性能,与传统固化材料相比,具有凝胶快、强度高、膨胀性好等优点,是一种比较理想的高分子加固材料和堵水剂。     

甬台温客运专线黄毛山隧道帷幕注浆施工技术

通过超前地质预报对黄毛山隧道Ⅳ级围岩地段DK152+000～DK152+050区段的工程地质和水文地质进行评估和预测,按照"以堵为主,限量排放"的原则,采用帷幕注浆进行堵水加固围岩以保证施工安全。通过现场试验确定了帷幕注浆技术参数,并通过在工作面钻注浆孔,再向孔内压注水泥(或水泥-水玻璃等)浆液,浆液将一定范围内围岩裂隙中的水挤出,保证围岩裂隙被具有一定强度的混合浆体充填密实,并与岩体固结成一体,形成了止水帷幕,为黄毛山隧道的安全生产、顺利贯通打下了坚实基础。     

新型灌浆材料超细水泥的发展现状

在相比普通水泥具有良好稳定性的超细水泥中掺入0.5%左右高效减水剂,可以很好地降低浆液黏度,提高流动度。P.Ⅱ42.5的硅酸盐水泥和超细水泥灌浆料(MFCGM)的抗压、抗渗强度的对比试验表明,超细水泥灌浆料3d和28d的抗压强度就已经超过P.Ⅱ42.5的硅酸盐水泥强度的28.7%和25.4%,分别达到50.5、68.2 MPa,因而超细水泥具有更加优异的抗压强度。在超细水泥灌浆材料的制备过程中加入0.5%~2.5%的调凝剂,能够确保浆液合理的凝结时间;与此同时,可以通过掺入粉煤灰、硅粉等活性掺和剂起到降低水化热的作用。     

岩溶注浆在地基加固中的应用及施工工艺

岩溶注浆加固是指利用液压、气压或化学原理通过机械设备将具有固化和抗渗性能的浆液材料注入岩层空隙或溶洞内,浆液以充填、渗透和挤密方式,在—定范围内扩散和固化,从而形成强度高、防水防渗性能强和化学稳定性好的地基加固方法。在新广州站及相关工程试验段及京广改线部分路基基底位于覆盖型岩溶发育地段,需进行注浆加固处理。     

盐渍土地区水泥基浆液最优配比及早期耐腐蚀性研究

针对西北盐渍土地区建筑地基注浆加固工程,选用水泥基注浆材料,对所选材料之间固化反应机理的可行性进行了分析。采用正交试验研究了不同配比下浆液的各项物理力学性能,对选出的最优配比浆液的浆液稳定性、粘度时变性和凝胶时间进行了试验,并且对最优配比浆液结石体和纯水泥浆液结石体进行了腐蚀溶液浸泡和SEM微观对比试验。结果表明:水灰比1.0,其他掺量占水泥的质量百分比分别为粉煤灰40%、Ca(OH)28%、无水硫酸钠7%和膨润土3%,浆液性能最优;最优配比浆液的密度1.658g/cm~3、3h析水率3%、结石率97%、初配漏斗粘度37s、7d(28d)抗压强度为7.20MPa(12.23MPa),均满足水泥基稳定浆液的要求;最优浆液的最佳注浆时间为90min;最优浆液结石体比纯水泥浆液结石体更密实,早期耐腐蚀性能更优。     

抗冲刷桥墩表面损伤修复材料的试验研究

为了修复易受流砂冲刷的山区桥墩表面损伤,基于正交设计思路,采用耐磨耗性能试验、抗氯离子渗透性测试以及微观分析,对超低水胶比工程水泥基复合材料性能进行研究。结果表明:该修复材料的抗折、抗压强度远高于普通混凝土,耐磨性能良好,且具有极好的抗渗性,可以用作受流砂冲刷的山区桥墩表面损伤修复材料。     

氧化石墨烯-粉煤灰改性高水胶比注浆材料性能研究

针对常规水泥基浆液已很难满足复杂不良地质注浆的需求,尝试采用复掺氧化石墨烯和粉煤灰（FA）的方式来改善浆液工作性能,同时增强结石体的力学性能。试验结果表明,GO-FA协同效应可以在一定程度上改善浆液的流动度,降低浆液的析水率,缩短浆液的凝结时间,表现出明显的协同优化作用。GO-FA协同效应下结石体早期3～7d的强度虽然低于单掺GO的结石体强度,但是随着龄期的增长,GO-FA协同作用结石体强度高于单掺GO的强度,充分发挥了GO的促凝作用、纳米填充效应和FA的火山灰效应。相关结果对研究水泥基注浆材料具有理论意义和一定的工程实践参考价值。