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低气压对水泥基材料性能及水化进程影响研究

建筑材料学报 2024年

作者：包卫星孙勋陈锐中交集团山区长大桥隧建设技术研发中心长安大学公路学院中交第二公路工程局有限公司

高原低气压环境会造成水泥基材料性能劣化，导致其耐久性降低。本文研究了低气压环境对水泥基材料水化进程及宏微观性能的影响。结果表明：低气压环境延缓了水泥水化进程，水化产物的生成量减小，且气压越低，影响效果越显著，3～7d龄... 详细信息

高原低气压环境会造成水泥基材料性能劣化，导致其耐久性降低。本文研究了低气压环境对水泥基材料水化进程及宏微观性能的影响。结果表明：低气压环境延缓了水泥水化进程，水化产物的生成量减小，且气压越低，影响效果越显著，3～7d龄期时出现明显的“水化平台期”。低压养护环境下，试样孔隙结构劣化，凝胶孔增长幅度最大。养护气压越低，试样吸水速率越快，吸水量越大，但同一试样的吸水量、吸水速率及相对吸水率均随环境气压降低而明显减小。

关键词：低气压水泥水化孔隙结构毛细吸水性能相对吸水率

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低气压对水泥基材料性能及水化进程的影响

建筑材料学报 2024年第9期27卷 773-779,788页

作者：包卫星孙勋陈锐长安大学公路学院陕西西安710064 中交第二公路工程局有限公司陕西西安710065 中交集团山区长大桥隧建设技术研发中心陕西西安710199

采用强度试验、X射线衍射仪和综合热分析仪等手段,研究了低气压对水泥基材料性能及水化进程的影响.结果表明:低养护气压延缓了水泥水化进程,水化产物生成量减小,且养护气压越低,影响效果越显著,3~7 d龄期时出现明显的水化平台期;低养护... 详细信息

采用强度试验、X射线衍射仪和综合热分析仪等手段,研究了低气压对水泥基材料性能及水化进程的影响.结果表明:低养护气压延缓了水泥水化进程,水化产物生成量减小,且养护气压越低,影响效果越显著,3~7 d龄期时出现明显的水化平台期;低养护气压下水泥基材料孔隙结构劣化,凝胶孔占比增长幅度最大;养护气压越低,水泥基材料吸水速率越快,吸水量越大;水泥基材料的吸水量、吸水速率及相对吸水率均随着环境气压的降低明显减小.

关键词：低气压水泥水化孔隙结构毛细吸水性能相对吸水率

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天山胜利隧道施工关键技术创新与应用

现代隧道技术 2024年第2期61卷 241-253,271页

作者：李宗平王帅帅毛锦波李亚隆牛晓宇中国交通建设集团有限公司北京100088 中交集团山区长大桥隧建设技术研发中心西安710100 中交二公局东萌工程有限责任公司西安710119 中交第二公路工程局有限公司西安710065

新疆乌尉高速天山胜利隧道全长22.13 km,是目前世界在建最长的高速公路隧道,工程建设面临高寒、高海拔等复杂恶劣环境影响下建设20 km级超长大埋深高速公路山岭隧道的多项挑战。作为国内公路行业首次采用TBM辅助施工的三洞隧道模式,文... 详细信息

新疆乌尉高速天山胜利隧道全长22.13 km,是目前世界在建最长的高速公路隧道,工程建设面临高寒、高海拔等复杂恶劣环境影响下建设20 km级超长大埋深高速公路山岭隧道的多项挑战。作为国内公路行业首次采用TBM辅助施工的三洞隧道模式,文章系统介绍天山胜利隧道在施工组织、物料运输、施工通风、TBM施工、竖井作业等方面的关键创新技术,创新性地提出适用于超特长隧道的“长隧超短打”三洞法施工组织、TBM无轨物料运输、TBM压注式混凝土工艺、洞顶正上方悬挂式连续皮带机、多工作面施工通风、深大竖井地面深部预注浆技术、短掘短衬作业法等新技术、新工艺、新设备,为今后超特长隧道施工提供系统参考,对提升超特长隧道建造水平具有重要意义。

关键词：天山胜利隧道施工组织物料运输 TBM仰拱块悬挂式皮带机多功能胶轮车

石墨烯/橡胶复合改性沥青-集料界面黏附性能及机理研究

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化工进展 2024年

作者：林梅雷雨李萍张强兰州理工大学土木工程学院中交第二公路工程局有限公司中交集团山区长大桥隧建设技术研发中心甘肃省公路事业发展中心

为探究石墨烯/橡胶复合改性沥青与集料的界面黏附性能及黏附机理，采用光电比色法和接触角法对石墨烯/橡胶复合改性沥青与集料的界面黏附性能进行了研究。其次，利用分子动力学软件MS构建了沥青与集料的界面模型，以黏附功对沥青与集料... 详细信息

为探究石墨烯/橡胶复合改性沥青与集料的界面黏附性能及黏附机理，采用光电比色法和接触角法对石墨烯/橡胶复合改性沥青与集料的界面黏附性能进行了研究。其次，利用分子动力学软件MS构建了沥青与集料的界面模型，以黏附功对沥青与集料的界面黏附性能进行了量化。最后从原子尺度对沥青与集料间的黏附机理以及温湿敏感性进行了分析研究。结果表明：集料种类对于黏附性能的影响要明显大于沥青种类对于黏附性能的影响；在碱性集料缺乏的地区，石墨烯/橡胶复合改性沥青与花岗岩的黏附性效果最优，因此此类地区推荐使用石墨烯/橡胶复合改性沥青作为沥青胶结料；石墨烯/橡胶复合改性沥青可以明显改善沥青与集料的黏附性能，随着集料氧化物碱性增强，沥青中的极性分子在集料表面从“倾斜分布”转为“平行分布”，从而增强沥青与集料间的黏附性能。本研究在微细观层面揭示了石墨烯/橡胶复合改性沥青与集料的界面黏附机理，旨在为石墨烯/橡胶复合改性沥青路面的设计提供指导。

关键词：石墨烯橡胶分子动力学界面黏附性界面黏附机理

落石冲击砂土-珍珠棉复合垫层棚洞力学响应研究

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地下空间与工程学报 2024年第3期20卷 897-907页

作者：王星霰建平王永东叶飞肖贯中长安大学公路学院西安710064 中交第二公路工程局有限公司西安710065 中交集团山区长大桥隧建设技术研发中心西安710199 湖南工学院土木与建筑工程学院湖南衡阳421002

为了寻求更为有效的耗能减振棚洞结构,本研究采用模型试验、LS-DYNA数值计算方法,探究了落球冲击作用下纯砂土垫层、砂土-EPE复合垫层棚洞结构力学响应机制,结果表明:纯砂土垫层下顶板腹部中心位置峰值应变为48.78×10^(-6),峰值应力为1... 详细信息

为了寻求更为有效的耗能减振棚洞结构,本研究采用模型试验、LS-DYNA数值计算方法,探究了落球冲击作用下纯砂土垫层、砂土-EPE复合垫层棚洞结构力学响应机制,结果表明:纯砂土垫层下顶板腹部中心位置峰值应变为48.78×10^(-6),峰值应力为1.46 MPa,接近其极限抗拉强度1.78 MPa;添加6 cm厚珍珠棉(EPE)垫层后该处峰值应变可降低83.42%,等效应力降至0.24 MPa,安全系数可达7.42;当EPE垫层设置厚度由0 cm增至4 cm, Z1、Z2特征位置应变降幅依次可达57.14%、65.22%,当由4 cm增至6 cm时Z1、Z2位置应变降幅为19.05%、18.75%,EPE垫层设置厚度为4 cm时减振效果达到拐点;构建与模型试验尺寸呈1∶1的数值计算模型,增设2、4、6 cm厚EPE垫层后,顶板腹部中心应力由1.16 MPa依次降至0.699、0.418、0.313 MPa,降幅为39.74%、63.96%、73.02%,建议实际防护结构宜设置40~60 cm厚EPE垫层;构建现场实际棚洞计算模型,添加40 cm厚EPE垫层后,中心单元峰值应力由5.71 MPa降至1.72 MPa,降幅为69.88%,落球加速度峰值由546 m/s^(2)降至432 m/s^(2),降幅为20.88%,验证了砂土-EPE复合垫层可对棚洞结构起到明显防护作用。

关键词：落石冲击防护结构复合垫层珍珠棉模型试验数值计算

截至2023年底中国10km以上特长公路隧道统计与分析

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隧道建设（中英文） 2024年第1期44卷 189-198,I0057-I0066页

作者：刘继国崔庆龙李丹妮罗刚中交第二公路勘察设计研究院有限公司湖北武汉430056 中交集团隧道与地下空间工程技术研发中心湖北武汉430056 长安大学公路学院陕西西安710064

在隧道行业相关单位的大力支持及既有统计数据的基础上,对截至2023年底中国已建成运营、正在建设、规划设计的共计74座长度10 km以上的特长公路隧道进行统计,其中,已建成运营特长公路隧道25座,正在建设特长公路隧道31座,规划设计特长公... 详细信息

在隧道行业相关单位的大力支持及既有统计数据的基础上,对截至2023年底中国已建成运营、正在建设、规划设计的共计74座长度10 km以上的特长公路隧道进行统计,其中,已建成运营特长公路隧道25座,正在建设特长公路隧道31座,规划设计特长公路隧道18座。从隧道长度、所在省份、公路等级、地理位置、技术标准、施工工法、设计与施工单位等方面,对中国已建成运营、正在建设、规划设计的长度10 km以上的特长公路隧道建设情况进行分析,其中:长度在10~14.9 km的隧道共62座,长度在15~19.9 km的隧道共10座,长度大于20 km的隧道共2座;隧道主要集中在中国西南部,约占63%,四川省最多,其次是云南省;高速公路隧道达65座,占比约为88%;山岭公路隧道68座,水下隧道6座;隧道技术标准以双向4车道为主;隧道施工工法以钻爆法为主,近些年出现了TBM+钻爆组合工法;隧道设计单位主要有31家;隧道施工单位主要有52家。

关键词：特长公路隧道统计与分析

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砂土-高密度海绵垫层棚洞力学特性研究

重庆交通大学学报（自然科学版） 2024年第6期43卷 16-24页

作者：王星王帅帅黄帅梅华胡朝霞长安大学公路学院陕西西安710064 中交第二公路工程局有限公司陕西西安710065 中交集团山区长大桥隧建设技术研发中心陕西西安710199 湖南工学院土木与建筑工程学院湖南衡阳421002

依托某隧道洞口工程,探究更为有效的落石冲击防护结构,采用1∶10几何相似模型试验与LS-DYNA数值计算方法,揭示落石冲击作用下砂土-高密度海绵复合垫层力学响应机理。模型试验结果表明:添加3、6 cm高密度海绵构成复合垫层,顶板腹部中心... 详细信息

依托某隧道洞口工程,探究更为有效的落石冲击防护结构,采用1∶10几何相似模型试验与LS-DYNA数值计算方法,揭示落石冲击作用下砂土-高密度海绵复合垫层力学响应机理。模型试验结果表明:添加3、6 cm高密度海绵构成复合垫层,顶板腹部中心应力峰值由1.71 MPa依次下降至0.75、0.24 MPa,降幅为55.90%、86.43%。与试验等比数值计算结果表明:添加3、6 cm海绵构成复合垫层,顶板腹部中心应力峰值由1.13 MPa降至0.57、0.22 MPa,降幅可达49.73%、80.35%。实际工况数值计算结果表明:复合垫层棚洞应力水平大幅降低,板内应力整体较均匀且中心位置应力集中状态已基本消除,应力曲线已由纯砂土垫层的折线形式变化为波浪式,应力峰值由5.63 MPa降至1.77 MPa,降幅可达68.56%。位移峰值由-3.08 mm降至-2.51 mm,加速度峰值由514 m/s 2降至445 m/s 2。

关键词：隧道工程落石冲击防护结构砂土-海绵垫层模型试验 LS-DYNA

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大直径盾构隧道施工期渗漏分析及控制研究

公路交通科技 2024年第7期41卷 134-141页

作者：李金贺创波许超崔庆龙刘朋飞中交第二公路勘察设计研究院有限公司湖北武汉430056 中交集团隧道与地下空间工程技术研发中心湖北武汉430056 中交第二航务工程局有限公司湖北武汉430040 交通运输行业交通基础设施智能制造技术研发中心湖北武汉430040

盾构隧道防水设计指标余量较大但隧道施工期渗漏频发,为了提升隧道防水质量,依托某大直径盾构隧道工程,通过数值计算及室内试验开展管片接头防水能力研究,分析影响密封垫防水的主要因素,梳理施工期隧道渗漏规律及渗漏原因,提出施工期隧... 详细信息

盾构隧道防水设计指标余量较大但隧道施工期渗漏频发,为了提升隧道防水质量,依托某大直径盾构隧道工程,通过数值计算及室内试验开展管片接头防水能力研究,分析影响密封垫防水的主要因素,梳理施工期隧道渗漏规律及渗漏原因,提出施工期隧道渗漏控制措施及建议,结果表明:张开量对密封垫防水能力影响较大,随着张开量增加密封垫防水能力急剧降低,错位量对密封垫防水能力影响相对较小,错位量增加时密封垫有效防水路径减小,但未错位部分密封垫仍能维持一定的应力水平,保持一定的防水能力;角部渗漏是管片接头渗漏的主要方式,由于拼装间隙,密封垫粘贴等因素影响,拼装过程中密封垫易出现堆积,造成角部密封垫难以压缩到位,压缩量不足防水能力降低出现渗漏;现场测量管片拼缝张开错位量满足设计要求,但接头仍可能出现渗漏,主要原因是管片拼装过程密封垫受力复杂多变,无法像实验室设计工况一样理想压缩,加上接缝测量位置难以反应密封垫实际压缩状态,导致管片拼装时密封垫拼装质量控制难度大,而拼装后密封垫的压缩状态决定了隧道接头的防水能力,因而盾构施工过程中,应从防水设计优化、防水材料施工,管片拼装、壁后注浆等全过程控制,提升隧道防水能力。

关键词：隧道工程渗漏分析及控制试验数模防水施工渗漏规律

150 m超长管幕支护下隧道施工力学特性研究

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路基工程 2024年

作者：史经峰刘俊王星聂亚伟汪文兵中交第二公路工程局有限公司中交第二公路勘察设计研究院有限公司中交集团山区长大桥隧建设技术研发中心

依托某浅埋下穿高速公路的铁路隧道工程，通过有限元数值模拟，分析超长管幕、超前小导管两种支护体系下隧道施工时支护结构的受力及变形规律。结果表明：管幕支护拱顶最大沉降量3.55 mm，初支结构峰值拉应力2.19 MPa，围岩压力最大值2.... 详细信息

依托某浅埋下穿高速公路的铁路隧道工程，通过有限元数值模拟，分析超长管幕、超前小导管两种支护体系下隧道施工时支护结构的受力及变形规律。结果表明：管幕支护拱顶最大沉降量3.55 mm，初支结构峰值拉应力2.19 MPa，围岩压力最大值2.06 MPa，围岩与支护结构稳定性满足施工安全要求，各支护结构变形量及受力状态均处于稳定状态；相较于超前小导管支护措施，管幕支护体系抵抗地表及周边围岩变形作用明显。

关键词：浅埋下穿超长管幕围岩变形施工步序方案比选结构安全