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Experimental study on mix proportion optimization of anti-calcium dissolution shotcrete for tunnels based on response surface methodology

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Underground Space 2024年第2期15卷 203-220页

作者： chongming tian Yueping Tong Junyuan Zhang Fei Ye Guifeng Song Yin Jiang Meng Zhao School of Highway Chang’an UniversityXi’an 710064China Yunnan Laman Expressway Co. Ltd.Yunnan Xishuangbanna 666300China Hebei Traffic Planning Design Institute Shijiazhuang 050035China

Aiming at the issue of crystallization and blockage of drainage system due to the massive calcium loss from the tunnel shotcrete,a selfdesigned tunnel seepage crystallization modelling system was *** system was produced in conjunction with the initial tunnel support shotcrete construction and drainage pipe installation,and is capable of simulating both the seepage process of groundwater in the shotcrete and the process of crystallization in the drainage *** on three different mechanisms of anti-crystallization,which include absorbing free calcium,reducing the porosity and increasing hydrophobicity,antialkali agent,nano-calcium carbonate,and silane were selected to test,***,the suitable dosing ranges of these three external admixtures for resisting calcium loss in shotcrete were determined by single factor tests,which were 7%–11%,4%–8%,and 0.3%–0.5%,***,the response surface method was employed to evaluate the interaction of antialkali agent,nano-calcium carbonate and silane on calcium loss in shotcrete,and to establish the relationship between them,and thus to determine the admixture ratio that can effectively reduce calcium loss crystallization in shotcrete,with the optimal admixture amounts of antialkali agent being 9.242%,nano-calcium carbonate 4.889%and silane 0.366%.Lastly,the reliability of the model test results was verified by the microscopic analysis,and the results showed that the total amount of calcium dissolution in the optimized group could be reduced by 75%compared with the blank control group,and was basically consistent with that derived from the response surface regression model,validating the high accuracy of the buildup response surface regression *** present study can provide some ideas and references for reducing the seepage crystallization behavior of groundwater in the initial tunnel support shotcrete.

关键词： Tunnel engineering Calcium loss Crystallization blockage Model test Response surface methodology Interaction effect

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Stability analysis of tunnel face reinforced with face bolts

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Journal of Mountain Science 2024年第7期21卷 2445-2461页

作者： tian chongming JIANG Yin YE Fei OUYANG Aohui HAN Xingbo SONG Guifeng School of Highway Chang’an UniversityXi’an 710064China Civil Structural&Environmental EngineeringUniversity College CorkCork T12 YF78Ireland Yunnan Laman Expressway Co.Ltd. Xishuangbanna 666300China

Face bolting has been widely utilized to enhance the stability of tunnel face,particularly in soft soil ***,the influence of bolt reinforcement and its layout on tunnel face stability has not been systematically *** on the theory of linear elastic mechanics,this study delved into the specific mechanisms of bolt reinforcement on the tunnel face in both horizontal and vertical *** also identified the primary failure types of ***,a design approach for tunnel face bolts that incorporates spatial layout was established using the limit equilibrium method to enhance the conventional wedge-prism *** proposed model was subsequently validated through various means,and the specific influence of relevant bolt design parameters on tunnel face stability was ***,design principles for tunnel face bolts under different geological conditions were *** findings indicate that bolt failure can be categorized into three stages:tensile failure,pullout failure,and comprehensive *** cohesion,internal friction angle,bolt density,and overlap length can effectively enhance tunnel face *** to significant variations in stratum conditions,tailored design approaches based on specific failure stages are necessary for bolt design.

关键词： Highway tunnels Tunnel face Face bolts Limit equilibrium method Slice method

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云南某在建隧道排水管结晶堵塞病害初步探析

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土木工程学报 2020年第S01期53卷 336-341页

作者：叶飞田崇明赵猛何彪王坚韩鑫长安大学陕西西安710064

云南某在建隧道地处中缅边境,岩性多为泥岩和砂岩,地下水质富含重碳酸盐。通过对该隧道地下水、初支表面渗流水点、排水管流出溶液的长期监测以及现场试验,对该隧道结晶堵塞机理和处治方式进行了初步探析,旨在为类似隧道提供一定借鉴和... 详细信息

云南某在建隧道地处中缅边境,岩性多为泥岩和砂岩,地下水质富含重碳酸盐。通过对该隧道地下水、初支表面渗流水点、排水管流出溶液的长期监测以及现场试验,对该隧道结晶堵塞机理和处治方式进行了初步探析,旨在为类似隧道提供一定借鉴和参考,得到的主要结论有:地下水质是影响结晶体生成非常重要的因素,特别对于重碳酸盐型地下水质,其隧道排水管中更易产生大量结晶体;排水管流出溶液流量大小关联渗流离子浓度和晶体堆聚能力,是影响排水管中堵塞生成的重要因素;减少地下水与初支喷射混凝土的接触,避免地下水与水泥水化产物发生化学反应,是减少结晶体生成量一种有效的方式;喷射混凝土中掺加适量粉煤灰,对降低结晶体的生成量有一定的效果。

关键词：隧道结晶体堵塞现场试验机理研究预防处治

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浅淡中学思想政治课中的兴趣教学

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四川职业技术学院学报 2008年第2期18卷 77-79页

作者：田崇明蓬溪县师资培训中心四川蓬溪629100

中学思想政治课是一门德育课,应当以培养学生的全面素质、综合能力和健康人格为目的,因此激发学生的学习兴趣是非常重要的.但要想真正激发学生的学习兴趣,必须首先转变思想和观念,把思想政治课当成素质教育课、能力培养课、人格养成课;... 详细信息

中学思想政治课是一门德育课,应当以培养学生的全面素质、综合能力和健康人格为目的,因此激发学生的学习兴趣是非常重要的.但要想真正激发学生的学习兴趣,必须首先转变思想和观念,把思想政治课当成素质教育课、能力培养课、人格养成课;同时要彻底进行中学思想政治教学改革.在此基础上,教师再运用多种教学模式,激发学生的学习兴趣,必能有良好效果.

关键词：中学思想政治学习兴趣教学改革

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预防隧道排水系统结晶病害的喷射混凝土配合比优化试验研究

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中南大学学报（自然科学版） 2021年第5期52卷 1634-1643页

作者：叶飞王坚田崇明何彪赵猛王庆龙韩鑫长安大学公路学院陕西西安710064 云南腊满高速公路有限公司云南西双版纳666300

通过室内模型试验模拟隧道排水管结晶堵塞的全过程,采用L_(16)(4^(5))正交试验和极差分析方法研究喷射混凝土基本配合比、粉煤灰掺量、硅灰掺量、速凝剂掺量和减水剂掺量5个因素对混凝土渗流结晶的影响,并通过渗流水中Ca^(2+)含量来评... 详细信息

通过室内模型试验模拟隧道排水管结晶堵塞的全过程,采用L_(16)(4^(5))正交试验和极差分析方法研究喷射混凝土基本配合比、粉煤灰掺量、硅灰掺量、速凝剂掺量和减水剂掺量5个因素对混凝土渗流结晶的影响,并通过渗流水中Ca^(2+)含量来评价其渗流结晶的程度。研究结果表明:在建隧道排水管中结晶沉淀的主要成分为CaCO_(3),CaCO_(3)中钙的主要来源是喷射混凝土;影响混凝土渗流结晶的主次因素依次为混凝土基本配合比、粉煤灰掺量、硅灰掺量、减水剂掺量、速凝剂掺量。喷射混凝土的最优设计配合比为:水泥质量浓度为456 kg/m^(3),水胶比为0.43,胶骨比为0.28,砂率为0.53,粉煤灰掺量为20%,硅灰掺量为15%,速凝剂掺量为10%,减水剂掺量1.6%,采用最优配合比的试验组相较于采用实际施工配合比的参照组钙离子流失量降低了约67%。

关键词：隧道工程排水系统结晶堵塞喷射混凝土

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公路隧道排水管防结晶措施室内试验探究

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同济大学学报（自然科学版） 2023年第4期51卷 513-522页

作者：田崇明姜寅叶飞宋桂锋王庆龙张俊元长安大学公路学院陕西西安710064 云南腊满高速公路有限公司云南西双版纳666300

为了探究排水管内的结晶行为和差异,结合现场调研和结晶堵塞理论,采用室内模型试验,探究了6种排水管材质、纳米涂层及硅磷晶阻垢剂在排水管内的结晶规律。结果表明:流量是影响管材改善效果的主要因素,小流量条件下,不同排水管材质、纳... 详细信息

为了探究排水管内的结晶行为和差异,结合现场调研和结晶堵塞理论,采用室内模型试验,探究了6种排水管材质、纳米涂层及硅磷晶阻垢剂在排水管内的结晶规律。结果表明:流量是影响管材改善效果的主要因素,小流量条件下,不同排水管材质、纳米涂层防结晶的效果不明显,结晶量均很大;大流量条件下,各工况结晶量均很低,结晶量从小到大依次为:纳米涂层<聚四氟乙烯(PTFE)<聚乙烯(PE)<聚丙烯(PPR)<双壁波纹管(HDPE)<聚氯乙烯(PVC)<钢管<硅磷晶,表面能低、接触角大的排水管材质在较大流量条件下具有一定的预防结晶作用;小流量条件下排水管内结晶物以重力沉积居主导,并促进异相成核作用,而大流量条件下的沉积作用与管材的材料特性密切相关,且剥蚀作用占绝对主导。

关键词：隧道工程排水管材质流量排水管沉积机理

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黄土深埋大直径盾构隧道围岩压力研究

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土木工程学报 2020年第S01期53卷 112-118页

作者：向亮王飞靳宝成王斌田崇明欧阳奥辉中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西西安710043 长安大学陕西西安710064

为研究黄土深埋大直径盾构隧道围岩压力,引入黄土的结构性参数对芬纳公式进行修正,基于围岩与衬砌间的相互作用关系求解了围岩塑性区半径表达式,给出了黄土深埋大直径盾构隧道围岩压力的计算公式。并以某黄土深埋大直径盾构隧道为例,分... 详细信息

为研究黄土深埋大直径盾构隧道围岩压力,引入黄土的结构性参数对芬纳公式进行修正,基于围岩与衬砌间的相互作用关系求解了围岩塑性区半径表达式,给出了黄土深埋大直径盾构隧道围岩压力的计算公式。并以某黄土深埋大直径盾构隧道为例,分析了应力比结构性参数对围岩压力的影响,并将三维有限元数值计算与理论分析结果进行了对比。结果表明,围岩塑性区半径和作用在管片结构上的围岩压力随着应力比结构性参数减小在不断增大;盾构掘进后围岩压力的最大值与黄土结构性参数为1时的围岩压力理论计算值比较吻合,盾构施工扰动会导致黄土结构性减弱。最后给出了黄土盾构隧道施工与管片设计的建议。

关键词：黄土盾构隧道结构性参数芬纳公式围岩压力数值模拟

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隧道喷射混凝土外掺料抗钙溶蚀结晶试验研究

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地下空间与工程学报 2023年第5期19卷 1515-1526,1535页

作者：叶飞李永健夏天晗田崇明赵猛长安大学公路学院西安710064 山东高速基础设施建设有限公司济南250014 广东省中山市交通运输局广东中山528499 河北省交通规划设计研究院石家庄050021

为了减缓隧道喷射混凝土钙溶蚀导致的排水系统结晶堵塞现象,在调研了多种混凝土外掺料的基础上,从消耗游离Ca(OH)_(2)、填充混凝土孔隙两方面,分别选取抗碱剂和纳米二氧化硅、粉煤灰和纳米碳酸钙进行室内单掺试验。试验主要从排水管上... 详细信息

为了减缓隧道喷射混凝土钙溶蚀导致的排水系统结晶堵塞现象,在调研了多种混凝土外掺料的基础上,从消耗游离Ca(OH)_(2)、填充混凝土孔隙两方面,分别选取抗碱剂和纳米二氧化硅、粉煤灰和纳米碳酸钙进行室内单掺试验。试验主要从排水管上结晶情况、溶出液中钙离子浓度、溶出液流量变化和算得的钙溶出总量4个方面,通过不同掺料之间的组内比较和同种掺料不同掺量下的比较,比选出减少钙溶蚀结晶效果较好的外掺料及其最优掺量。结果表明:在消耗游离Ca(OH)_(2)方面,9%掺量下的抗碱剂抗钙溶蚀结晶效果最佳;在填充混凝土孔隙方面,6%掺量下的纳米碳酸钙抗钙溶蚀结晶效果最佳。研究结果可为隧道排水系统结晶堵塞病害的预防提供一定参考。

关键词：隧道工程喷射混凝土外掺料钙溶蚀结晶

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三乙醇胺早强剂研究进展及在隧道工程中的应用展望

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现代隧道技术 2021年第4期58卷 67-78页

作者：叶飞何彪田崇明王思宇王坚宋桂锋长安大学公路学院西安710064 云南腊满高速公路有限公司西双版纳666300

综合阐述了三乙醇胺作用机理的研究进展,并将目前研究中涉及到的三乙醇胺作用机理归纳为:催化作用、粘结-吸湿-分散作用、乳化作用以及增溶作用;对由三乙醇胺早强剂衍生得到的两类复合外加剂——TEA-无机复合外加剂和TEA-无机-减水剂复... 详细信息

综合阐述了三乙醇胺作用机理的研究进展,并将目前研究中涉及到的三乙醇胺作用机理归纳为:催化作用、粘结-吸湿-分散作用、乳化作用以及增溶作用;对由三乙醇胺早强剂衍生得到的两类复合外加剂——TEA-无机复合外加剂和TEA-无机-减水剂复合外加剂的主要组成成分与功能特性进行归类整理,并简述其作用机理;通过对比两种复合外加剂的研究现状,提出复合外加剂的开发应以高效、高性能、高环保、高相容、低价格等作为出发点;最后,通过将TEA与速凝剂进行对比分析,发现TEA具有与速凝剂相似的功能特性,TEA及其衍生的复合外加剂在隧道工程中具有潜在的应用价值。

关键词：喷射混凝土外加剂三乙醇胺促凝-缓凝特性早强特性复合外加剂

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高温原油降解菌处理油田采油废水的研究

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应用与环境生物学报 2005年第6期11卷 738-741页

作者：李大平王春明田崇民何晓红王晓梅董微中国科学院成都生物研究所成都610041

研究了筛选的嗜热降解功能菌对高温、高盐环境的耐受性,同时采用接触氧化工艺,探索高温条件下嗜热生物系统对油田外排水的处理效果.结果表明,嗜热降解功能菌能够耐受高温(40～59℃)、高盐(30g/kg)和高pH(9.0)环境.实验室小试运行温度55... 详细信息

研究了筛选的嗜热降解功能菌对高温、高盐环境的耐受性,同时采用接触氧化工艺,探索高温条件下嗜热生物系统对油田外排水的处理效果.结果表明,嗜热降解功能菌能够耐受高温(40～59℃)、高盐(30g/kg)和高pH(9.0)环境.实验室小试运行温度55～60℃,进水CODcr为270～510mg/L,出水CODcr为61.7～101.0mg/L.胜利油田王家岗污水站高温外排水生物处理中试,进水CODcr200～300mg/L,温度60～67℃,生化出水CODcr79.2～140.1mg/L.

关键词：嗜热降解功能菌接触氧化工艺高温油田废水

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