注漿結(jié)石體耐久性試驗(yàn)及評(píng)估理論研究.pdf

1、隨著地下工程的快速發(fā)展和注漿材料的大量使用，注漿材料的耐久性及其評(píng)估理論的研究已經(jīng)成為當(dāng)前該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和核心之一。提高注漿材料的耐久性能，加強(qiáng)注漿帷幕的加固與防滲功能，可以為地下工程結(jié)構(gòu)提供一道抵抗侵蝕的屏障，從根本上保障地下工程結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)營(yíng)，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的服役期限，這不僅具有重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義，也具有重大的現(xiàn)實(shí)工程價(jià)值。
　　 承蒙國(guó)家863高科技項(xiàng)目（2007AA11Z134）“地下工程承壓地下水防治與控制技術(shù)研究”基金的

2、資助，本文以青島膠州灣海底隧道為工程背景，在廣泛收集并分析國(guó)內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，深入研究了水泥類注漿材料的固結(jié)原理和結(jié)石體強(qiáng)度的影響因素，分析總結(jié)了注漿材料的侵蝕因素和破壞機(jī)理，對(duì)注漿材料的耐久性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，對(duì)其服役壽命進(jìn)行了預(yù)測(cè)和評(píng)估。本文所做的主要研究工作如下:
　　 (1)闡述了水泥類注漿材料的水化固結(jié)原理，包括純水泥漿液、水泥水玻璃漿液、水泥粘土漿液、粘土固化漿液等。分析了水泥漿液結(jié)石體的組成和結(jié)構(gòu)，得到了影響水泥

3、結(jié)石體孔隙大小分布的因素。通過總結(jié)水泥基注漿材料孔隙結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度關(guān)系的理論，得到了改善硬化漿體的微觀結(jié)構(gòu)和孔隙結(jié)構(gòu)的途徑，從而達(dá)到獲得高性能注漿漿液的目的。
　　 (2)分析總結(jié)了注漿材料分別在地下水溶蝕、堿集料反應(yīng)、凍融循環(huán)、碳酸侵蝕、一般酸類侵蝕、硫酸鹽侵蝕、鎂鹽侵蝕和海水侵蝕的作用下，注漿材料的侵蝕破壞機(jī)理。
　　 (3)通過對(duì)注漿材料的室內(nèi)試驗(yàn)，采用正交試驗(yàn)理論，運(yùn)用概率統(tǒng)計(jì)的方法，研究各種漿液成分對(duì)漿液結(jié)石體強(qiáng)度

4、的影響，得出各時(shí)期最佳強(qiáng)度的配方方案。并通過試樣分別在淡水和海水下的浸泡試驗(yàn)，比較了試樣在兩種情況下強(qiáng)度的變化過程，得到了海水對(duì)試樣的腐蝕規(guī)律。
　　 (4)闡述了應(yīng)用酸堿度測(cè)試的方法評(píng)估注漿材料使用壽命的基本原理，提出了注漿材料使用壽命預(yù)測(cè)的模型和預(yù)測(cè)公式，建立了漿液結(jié)石體使用壽命的評(píng)估程序和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。利用注漿結(jié)石體酸堿度評(píng)估預(yù)測(cè)方法的基本原理，采用低pH值酸溶液來加速水泥基注漿材料的腐蝕，得到了常溫狀態(tài)酸雨環(huán)境下注漿材料的力

5、學(xué)性質(zhì)劣化規(guī)律，預(yù)測(cè)了注漿材料的使用壽命。
　　 (5)以普通水泥、超細(xì)水泥、硫鋁酸鹽水泥等主要的注漿材料為研究對(duì)象，進(jìn)行了抗海水侵蝕的耐久性試驗(yàn)研究。選擇注漿材料抗硫酸鹽侵蝕、抗海水滲透、抗氯離子侵蝕及體積穩(wěn)定性作為影響因素，采用層次分析法確定各因素的權(quán)重，應(yīng)用多重因素影響的模糊綜合評(píng)定理論評(píng)價(jià)注漿材料的耐久性能。
　　 (6)使用灰色系統(tǒng)理論分析了注漿材料在海水侵蝕環(huán)境下無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和材料的水膠比、齡期、海水濃度、