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预应力混凝土管桩桩端侧后注浆理论及承载特性研究进展综述

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河南理工大学学报（自然科学版） 2025年第1期44卷 154-165页

作者：侯振坤陈炫霖唐孟雄凌造都喜东徐峰贺绍阳梁仕华广东工业大学土木与交通工程学院广东广州510006 广州建筑股份有限公司广东广州510030 广州市建筑集团有限公司广东广州510030 昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067 湖南国涛建设工程有限公司湖南岳阳414000

意义管桩后注浆可有效改善桩-土接触界面物理力学性质,在提高管桩摩阻力、减少上部结构沉降等方面发挥着重要作用。进展通过对管桩后注浆工艺、后注浆理论、管桩注浆后的承载性能、管桩-注浆体-土接触界面剪切性能等进行综述,展望了管... 详细信息

意义管桩后注浆可有效改善桩-土接触界面物理力学性质,在提高管桩摩阻力、减少上部结构沉降等方面发挥着重要作用。进展通过对管桩后注浆工艺、后注浆理论、管桩注浆后的承载性能、管桩-注浆体-土接触界面剪切性能等进行综述,展望了管桩后注浆的发展方向。结果表明:(1)后注浆对提高中小直径管桩承载力有一定作用;注浆后,中掘法管桩的承载力一般超过了4 000 kN、静钻根植竹节桩的承载力可提升20%以上、随钻跟管桩承载力普遍超过20 000 kN。(2)现有的注浆理论推动了注浆技术的发展,虽然相关研究成果与工程实践存在差异,但可以给出浆液扩散的初步轮廓和扩散范围,为注浆设计和工程应用提供科学指导。(3)桩-浆-土接触界面的研究大多以剪切试验为载体,研究浆-土接触界面剪切性能这一宏观表象,很少涉及注浆液以注浆根系、爪牙和毛细爪牙的形式伸入土体并与土体进行关键离子交换从而提高桩-浆-土接触界面黏结强度的宏微观扩散本质。(4)现有注浆研究大多止步于注浆结果分析,较少涉及注浆机理,对浆液在地层中的流动扩散规律认识不够清晰。结论与展望桩侧注浆液渐进性流动过程可视化分析、注浆体三维尺寸定量表征、管桩注浆过程智能化监测、新型管桩桩侧注浆工艺研发是未来管桩桩侧后注浆发展的重要方向。

关键词：管桩后注浆承载特性加固机理注浆工艺

开孔钢板加劲的矩形钢管钢纤维高强混凝土柱轴压试验研究

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建筑结构学报 2018年第12期39卷 22-28页

作者：刘世明刘永健李晓克陈平祥华北水利水电大学河南省生态建材工程国家联合实验室河南郑州450045 长安大学旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室陕西西安710064 河南省公路工程局集团有限公司河南郑州450052

为探明加劲肋类型、开孔钢板（PBL）开孔间距、钢纤维体积掺量、混凝土强度等级等对矩形钢管钢纤维高强混凝土（SFRHC）柱轴压破坏模式的影响规律,对10根柱进行了轴压性能试验,得到了其荷载-压缩变形曲线、位移延性系数、耗能指标和破... 详细信息

为探明加劲肋类型、开孔钢板（PBL）开孔间距、钢纤维体积掺量、混凝土强度等级等对矩形钢管钢纤维高强混凝土（SFRHC）柱轴压破坏模式的影响规律,对10根柱进行了轴压性能试验,得到了其荷载-压缩变形曲线、位移延性系数、耗能指标和破坏模式。研究结果表明：与PBL加劲试件相比,钢板加劲试件和未加劲试件的位移延性系数分别降低11.9%和10.4%,耗能指标分别降低8.3%和5.6%, PBL加劲肋能有效加强钢管与核心混凝土的组合作用。掺入体积率为0.8%钢纤维的PBL加劲试件,其位移延性系数和耗能指标分别提高12.5%和42.3%,钢纤维体积率为0.8%-1.2%时,试件位移延性系数和耗能指标明显提高。加劲SFRHC柱为肋间管壁局部外鼓破坏,PBL加劲柱的破坏位置均位于PBL开孔处,未加劲SFRHC柱为管壁外鼓破坏,对应钢板屈曲处核心混凝土表现为压碎破坏,钢纤维被整体拔出;加劲SFRHC柱沿高度方向破坏位置明显下移,钢板加劲肋和PBL加劲肋均能有效分担轴向荷载。

关键词：矩形钢管混凝土柱开孔钢板钢纤维高强混凝土轴压试验延性耗能破坏模式

基于Hoek-Brown强度参数的含顶煤巷道锚索支护力预测及应用

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中国矿业大学学报 2022年第2期51卷 244-256页

作者：王洪涛刘璐瑶张建国李晓静李建建山东建筑大学土木工程学院山东济南250101 山东建筑大学教育部建筑结构加固改造与地下空间工程重点实验室山东济南250101 中国平煤神马能源化工集团有限责任公司河南平顶山467000 山东安科矿山支护技术有限公司山东济南250031

针对含顶煤巷道顶煤松散破碎、易产生离层并下沉破坏等特性,将非线性Hoek-Brown强度准则引入顶煤破坏分析中,构造了锚索悬吊支护条件下的顶煤曲线型破坏力学模型,利用塑性上限理论推导得到了含顶煤巷道顶板锚索支护力的理论计算公式,分... 详细信息

针对含顶煤巷道顶煤松散破碎、易产生离层并下沉破坏等特性,将非线性Hoek-Brown强度准则引入顶煤破坏分析中,构造了锚索悬吊支护条件下的顶煤曲线型破坏力学模型,利用塑性上限理论推导得到了含顶煤巷道顶板锚索支护力的理论计算公式,分析了不同顶煤厚度、Hoek-Brown强度参数及上覆岩层压力等参数对顶板锚索所需支护力的影响规律.在此基础上,提出了相应工程建议措施,并结合现场工程实例进行了应用分析,可为含顶煤巷道支护设计及施工提供一定理论指导.研究表明:含顶煤巷道顶板锚索所需支护力与锚索布设间距、顶煤厚度、岩体扰动系数D、岩体重度及上覆岩层压力正相关,与地质强度指标I_(G,S)、岩性系数m_(i)及抗压强度负相关.其中,上覆岩层压力、岩体扰动系数D、地质强度指标I_(G,S)对顶板锚索所需支护力影响效果显著,在实际巷道支护设计中应受到足够重视.

关键词：含顶煤巷道 Hoek-Brown强度准则顶煤锚索支护力

胀锁型锚索双向加固窄煤柱试验研究与工程应用

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矿业科学学报 2024年第2期9卷 258-269页

作者：王军吕顺章杨光王波谷长宛王港山东建筑大学土木工程学院山东济南250101 华北科技学院应急技术与管理学院北京101601 建筑结构加固改造与地下空间工程教育部重点实验室山东济南250101 山东高速建设管理集团有限公司山东济南250014

针对沿空掘巷窄煤柱非对称变形问题,提出了对穿锚索双向加固窄煤柱技术,设计了伸长型和胀锁型两种对穿锚索结构及工艺,开展了对穿锚索拉拔试验,试验表明两种锚索结构均满足抗拉要求,从锚索破坏形态、施工便捷性和材料经济性等方面对比分... 详细信息

针对沿空掘巷窄煤柱非对称变形问题,提出了对穿锚索双向加固窄煤柱技术,设计了伸长型和胀锁型两种对穿锚索结构及工艺,开展了对穿锚索拉拔试验,试验表明两种锚索结构均满足抗拉要求,从锚索破坏形态、施工便捷性和材料经济性等方面对比分析,确定胀锁型对穿锚索为窄煤柱双向加固的首选。进一步通过相似模型试验与数值模拟研究了不同加固方式下煤柱承载变形规律和对穿锚索受力特征。结果表明:双排紧密型对穿锚索加固试件较未加固试件峰值荷载提高了96.04%,且随着锚索排数及数量的增加,窄煤柱双向加固稳定性越来越高,胀锁型对穿锚索提高了煤柱破坏前的能量储存量和临界破坏点。最后,在济宁三号煤矿123_(下)04工作面运输巷开展胀锁式对穿锚索加固窄煤柱工程试验,监测显示对穿锚索锚固力超过220 kN,锚索加固区煤柱帮鼓量降低70%,窄煤柱整体稳定性好,窄煤柱双向加固技术可行,为沿空掘巷工程提供了新技术途径。

关键词：沿空掘巷双向加固窄煤柱胀锁型对穿锚索拉拔试验承压性能

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中空注浆锚杆与普通砂浆锚杆加固效果的比较

工业建筑 2016年第11期46卷 137-141页

作者：余建雨杨健辉河南省建设集团有限公司郑州450021 河南理工大学生态建筑与环境构建河南省工程实验室河南焦作454000 河南理工大学土木工程学院河南焦作454000

锚杆支护是提高岩土工程稳定性的一种经济和有效的方法。以万松岭隧道开挖支护过程的工程实践为依托,通过对中空注浆锚杆与普通砂浆锚杆在锚护结构、受力机理差异等方面的比较分析;利用有限元法分别模拟比较了在开挖无支护、普通砂浆锚... 详细信息

锚杆支护是提高岩土工程稳定性的一种经济和有效的方法。以万松岭隧道开挖支护过程的工程实践为依托,通过对中空注浆锚杆与普通砂浆锚杆在锚护结构、受力机理差异等方面的比较分析;利用有限元法分别模拟比较了在开挖无支护、普通砂浆锚杆支护和中空注浆锚杆支护时围岩塑性区扩展规律、隧道顶板沉降量、不同锚杆的轴力分布规律。结果表明:采用中空注浆锚杆技术能有效控制隧道开挖时的沉降量、减少围岩塑性区的扩展,提高围岩的稳定性,实现了锚杆的主动支护作用。

关键词：隧道工程围岩锚杆支护中空注浆锚杆有限元

复合稳定剂对ZrO_2质定径水口相组成与性能的影响

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硅酸盐学报 2015年第12期43卷 1806-1812页

作者：薛群虎周咏华刘百宽丁冬海赵亮西安建筑科技大学材料与矿资学院西安710055 陕西循环经济工程技术院西安710055 濮阳濮耐高温材料(集团)股份有限公司河南濮阳457100

以Mg O、Ti O_2、Y_2O_3和Ce O_2为稳定剂,与单斜氧化锆细粉混合后烧结制备Zr O_2定径水口,利用正交实验研究复合稳定剂对Zr O2质定径水口性能的影响。借助于X射线衍射和扫描电子显微镜,研究了Zr O2质材料的相组成和显微结构的差异,并... 详细信息

以Mg O、Ti O_2、Y_2O_3和Ce O_2为稳定剂,与单斜氧化锆细粉混合后烧结制备Zr O_2定径水口,利用正交实验研究复合稳定剂对Zr O2质定径水口性能的影响。借助于X射线衍射和扫描电子显微镜,研究了Zr O2质材料的相组成和显微结构的差异,并采用极差分析法,分析各稳定剂对样品稳定程度、耐压强度和抗热震稳定性的影响。结果表明:各样品经1 710℃烧成后,立方相氧化锆含量增加,单斜相含量明显减少,原料中稳定剂的种类和加入量对烧成后样品立方相和单斜相的含量有明显影响。当样品中立方相的含量在30%(体积分数)左右时,氧化锆颗粒呈柱状结构并交错分布,样品耐压强度、抗热震次数分别可达立方相含量过大或者过小的2倍和42倍。复合稳定时,对样品稳定程度和耐压强度影响最大的因素是Ce O2含量,对其热震稳定性影响最大的因素是Mg O含量。最佳复合稳定方案为:Ce O2、Mg O、Y_2O_3和Ti O_2的含量分别为3.0%(质量分数)、3.0%、0和5.0%。

关键词：复合稳定氧化锆相组成性能显微结构

聚氨酯泡沫注浆修复材料泡孔结构特征及抗压性能研究进展

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材料导报 2024年第3期38卷 229-242页

作者：张超潘旺方宏远王娟王翠霞杜明瑞赵鹏王磊王复明郑州大学水利与交通学院黄河实验室(郑州大学)地下工程研究院重大基础设施检测修复国家地方联合工程实验室地下工程灾变防控省部共建协同创新中心坝道工程医院(平舆) 郑州安源工程技术有限公司南方工程检测修复技术研究院万华节能科技集团股份有限公司

聚氨酯泡沫(PUF)注浆修复材料以轻质高强、快凝高膨胀等优势，在基础设施修复加固领域得到了广泛的应用。抗压性能是工程修复材料十分重要的力学指标之一，而材料的微观结构对其宏观力学行为有决定性影响。近年来，国内外专家学者对PUF... 详细信息

聚氨酯泡沫(PUF)注浆修复材料以轻质高强、快凝高膨胀等优势，在基础设施修复加固领域得到了广泛的应用。抗压性能是工程修复材料十分重要的力学指标之一，而材料的微观结构对其宏观力学行为有决定性影响。近年来，国内外专家学者对PUF注浆修复材料的微观结构特性和抗压性能进行了大量研究，但尚未见到系统性总结。本文介绍了PUF注浆修复材料的定义及反应过程，综述了其微观泡孔结构特性、压缩应力-应变关系和本构模型，从宏微观角度讨论了其变形和破坏机理，总结了密度、试件尺寸、应变率和特殊环境工况对压缩性能的影响机理及规律，最后展望了PUF注浆修复材料未来的研究方向。

关键词：聚氨酯泡沫注浆微观结构本构模型抗压性能

暗柱截面形状对预制复合剪力墙节点抗震性能影响

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建筑科学 2024年第7期40卷 16-24页

作者：马少春邢凤超叶小斌鲍鹏冯坚河南大学开封市工程修复与材料循环工程技术研究中心河南开封475004 中国五冶集团有限公司四川成都610063 郑州大学黄河实验室河南郑州450001

为了研究不同截面形状暗柱对预制复合剪力墙节点抗震性能的影响规律,设计了1个L形和3个矩形截面暗柱节点构件分别进行了低周反复试验,研究了各试件的破坏现象、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性、耗能、强度衰减、累积损伤等抗震指... 详细信息

为了研究不同截面形状暗柱对预制复合剪力墙节点抗震性能的影响规律,设计了1个L形和3个矩形截面暗柱节点构件分别进行了低周反复试验,研究了各试件的破坏现象、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性、耗能、强度衰减、累积损伤等抗震指标。结果表明:两类构件破坏模式均为弯剪破坏;L形截面暗柱试件滞回曲线包围的面积相对比较饱满,耗能能力较强。L形截面暗柱构件的正负向峰值荷载与矩形截面暗柱试件相比分别提高了16.90%和14.65%,刚度退化曲线较缓慢,整体承载力和抗侧刚度性能也较优越;通过对比两类构件的累计损伤指标发现,L形截面暗柱试件的损伤程度较低。L形截面暗柱试件的延性系数大于3,满足混凝土结构的抗震设计要求。总之,L形截面暗柱试件的整体抗震性能相对较好,建议可以在实际工程中进行应用和推广。

关键词：低周反复试验抗震性能剪力墙节点暗柱延性刚度退化

纳米TiO_(2)改性水泥基混凝土复合材料的制备及性能研究

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功能材料 2022年第6期53卷 6100-6105页

作者：师杰沈子杨开封大学土木建筑工程学院河南开封475004 开封市建筑固体废弃物再生利用技术重点实验室河南开封475004 开封市固体废渣资源化与无害化工程技术研究中心河南开封475004 郑州一建集团有限公司郑州475000

以纳米TiO_(2)为填料,通过调整纳米TiO_(2)的掺杂比例(0,2%,4%和6%)(质量分数),制备出了不同掺量的纳米TiO_(2)改性水泥基混凝土复合材料,对混凝土复合材料的力学性能、微观形貌和耐久性能等进行了分析。结果表明,随着纳米TiO_(2)掺杂... 详细信息

以纳米TiO_(2)为填料,通过调整纳米TiO_(2)的掺杂比例(0,2%,4%和6%)(质量分数),制备出了不同掺量的纳米TiO_(2)改性水泥基混凝土复合材料,对混凝土复合材料的力学性能、微观形貌和耐久性能等进行了分析。结果表明,随着纳米TiO_(2)掺杂含量的增加,混凝土复合材料的抗压强度和抗折强度均呈现出先升高后降低的趋势,孔隙率和磨损量表现出先降低后略微升高的趋势。当纳米TiO_(2)的掺杂含量为4%(质量分数)时,28 d抗压强度和抗折强度均达到最大值,分别为42.57和5.62 MPa,孔隙率最低为9.57%,磨损量最少为1.81 kg/m^(2),磨损降低率最大为42.54%。抗盐冻性测试表明,在经过7次冻融循环后,随着纳米TiO_(2)掺杂含量的增加,次冻融循环后的质量损失率持续降低,抗盐冻性能得到显著改善。SEM分析可知,掺入适量纳米TiO_(2)后,钙矾石的形貌有从针状向扁圆形转变的趋势,促进了凝胶的形成,提升了整体结构的致密性,从而提高了混凝土复合材料的力学性能。综合分析可知,纳米TiO_(2)的最优掺杂比例为4%(质量分数)。

关键词：纳米TiO_(2) 混凝土力学性能耐久性抗盐冻性耐磨性