加压渗透下隧道喷射混凝土钙析出与水环境变化试验装置研发及验证

作     者：王合军 汤九科 刘禹阳 张鹏鹏 席龙龙 WANG Hejun;TANG Jiuke;LIU Yuyang;ZHANG Pengpeng;XI Longlong

作者机构：中交路桥建设有限公司北京101100 长安大学建筑工程学院陕西西安710061 河南省栾卢高速公路建设有限公司河南洛阳471009 

出 版 物：《隧道建设（中英文）》 (Tunnel Construction)

年 卷 期：2023年第43卷第5期

页      面：779-788页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51908051) 中国博士后科学基金项目(2021M700534) 长安大学中央高校基本科研业务费专项资金资助(300102282203)。 

主　　题：隧道工程 试验装置 喷射混凝土 加压渗透 钙析出 水环境变化 

摘      要：为探究隧道初期支护喷射混凝土孔隙渗透作用下钙析出规律与水环境改变特征,考虑隧道排水路径和加压渗透作用,研制隧道初期支护喷射混凝土钙析出与水环境变化试验装置,开展隧道初期支护喷射混凝土加压渗透试验,分析围岩水渗流作用下喷射混凝土渗透断面酸碱度分布特征,明确初期支护水钙离子体积质量与水质参数的时间历程变化规律,并与文献对比验证了装置的可靠性与试验结果的正确性。研究表明:1)该试验装置由围岩水密封加压仓、初期支护喷射混凝土试件仓和排水管回液仓组成,可实现200 kPa加压渗透下初期支护喷射混凝土钙析出与水环境变化的模拟。2)渗流断面内喷射混凝土pH值降低,钙流失明显,钙析出流失引起的喷射混凝土劣化呈不均匀性。3)喷射混凝土渗透作用下初期支护水呈现高钙离子体积质量(大于100 mg/L)、高碱性(大于3000 mg/L)、高pH值(大于11.5)和高可溶解性固体总量(大于8×10^(-6) mg/L)特征;其钙离子体积质量与水质参数均经历1~4 h极速增大、4~18 h短暂稳定、18~68 h波动下降及68 h后基本稳定4个发展阶段,各阶段变化特征与试验开始时间、渗透水量与钙离子结晶沉淀相关。