地震作用下盾构隧道环缝单向振动防水性能试验

为研究盾构隧道管片接缝弹性密封垫在地震作用下的防水性能，以在高烈度地震区修建的大断面海底盾构隧道——苏埃通道工程为依托，根据隧道环缝防水指标，研制了可模拟地震作用下的管片环缝单向振动防水试验装置，通过不同环缝张开量下单向振动防水试验，与未考虑地震作用时对应的张开与错动工况下静态防水试验结果进行对比，得出了张开量增大对密封垫防水性能的影响，并提出了弹性密封垫振动防水与静态防水的对应指标. 结果表明:单向振动作用下弹性密封垫发生渗漏时，水呈喷射状而非缓慢流出，张开量的增大较错动量增大更易使弹性密封垫防水性能显著降低；随着环缝张开量的变化，单向振动耐水压值为0.2～1.4 MPa，静态耐水压值为0.1～1.1 MPa；单向振动作用下环缝弹性密封垫的防水性能约为静态时防水性能的45%～78%.      

盾构管片橡胶密封垫断面形式设计及耐久性研究

由于密封垫的使用寿命对今后隧道工程有着重要的工程意义;因此,对比不同密封垫材料的优缺点,根据规范对尺寸的规定,选取合适的盾构管片橡胶密封垫材料(EPDM)和3种尺寸分别进行防水试验。得出的结论是:当橡胶密封垫的接触应力与设计水压力之比K≥1.15时能满足防水要求。针对目前盾构隧道管片接缝弹性密封垫以经验为主的设计思路,提出利用数值模拟手段,将第3种试验产品的耐久性实验所得的数据利用"阿累尼乌斯方程"的"P-T-t三元模型"进行橡胶密封垫使用寿命预测。所得出的结论是:橡胶密封垫在使用100年后其应力保持率为83.3%。第3次试验所用橡胶密封垫的短期防水压力最高达到1.8 MPa,通过计算可知使用100年后该断面尺寸橡胶密封垫的防水压力为:1.8×83.3%=1.5 MPa,满足0.4 MPa的长期防水指标。研究结果表明"阿累尼乌斯方程"的"P-T-t三元模型"能够很好地解决密封垫的使用寿命问题,具有较好的推广应用前景。     

盾构管片接缝防水研究

为探讨盾构隧道管片接缝长期防水性能,分析了橡胶密封垫的防水失效机理,并提出长期防水性能折减系数公式。从结果看：橡胶密封垫老化后加剧了材料的硬化以及接触面状况的恶化,导致接缝间形成渗漏通道,防水性能不断降低。通过所提出防水性能预测公式预测了某盾构隧道管片橡胶密封垫的耐久性能,结果显示预测数据比仅考虑力学性能时减小约12%,说明所提公式在预测隧道渗漏现象及使用寿命时更合理可靠。     

机场混凝土道面封缝材料疲劳特性

为了提高机场道面的防水密封效果,对道面封缝材料的受力性能进行了疲劳特性试验,分别考虑了接缝宽度、拉伸压缩和冻融对封缝材料疲劳特性的影响。在试验中封缝材料同时受到拉伸(压缩)和剪切的作用,并模拟了材料在胀缝和横向缩缝中的受力情况。经50次冻融循环处理后的材料较未经处理的材料破坏加载次数小,应力状态均有较大降低,最大值达78%,聚硫密封胶相对于聚氨酯密封胶有较好的疲劳性能,在温差较大的机场建议采用聚硫密封胶。     

锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的预应力损失数值模拟与试验研究

先张法和后张法预应力混凝土构件预应力损失均含有锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩损失,该项预应力损失是张拉锚固阶段主要预应力损失.利用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）中计算锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩损失方法和ANSYS有限元分析软件中单元特点,提出了一种在有限元中模拟该项预应力损失的方法,并推导了该项预应力损失的数值计算公式.通过有限元模型的分析现场试验表明：两者结果吻合较好;可以在有限元模型中模拟锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩损失,误差均在3％以内.     

桥面防水黏结层的试验及应用研究

通过试验研究了橡胶及SBS改性沥青防水黏结层的相关性能,并给出了防水黏结层中改性沥青与碎石的最佳配合比。室内试验表明:橡胶沥青防水黏结层剪切及拉拔强度均要优于SBS改性沥青,具备更优的防水黏结性能;橡胶沥青防水黏结层的平均剪切破坏位移要大于SBS沥青防水黏结层,前者的位移范围为9～11 mm,后者为7～9 mm,表明橡胶沥青防水层的抗变形破坏能力更强。工程实例表明:采用橡胶沥青作为连续刚构桥的防水黏结层后,施工现场剪切强度与拉拔强度的检测结果与室内试验有较好的一致性,且均满足规范要求,具备良好的防水黏结性能。     

SAMI-R在公路拓宽改建中的应用

公路拓宽改建工程中,老路病害以及加宽接缝部位处理是个难题.橡胶沥青应力吸收层具有防水性能好、抗变形能力强等优点.通过在老路及新建基层表面铺筑SAMI-R,取芯及剪切试验初步表明:SAMI-R用于公路拓宽改造工程是可行的,可以大大减少半刚性基层的裂缝反射到面层,延长路面的使用寿命.     

用于盾构管片接缝的环氧树脂力学性能研究

环氧树脂是一种用于盾构管片接缝处的堵漏材料,具有广阔的应用前景,系统分析其力学性能的影响因素及变化规律,可为管片接缝堵漏设计及施工提供指导性意见,提高防水能力,延长盾构隧道寿命.本文通过试验和数值模拟对环氧树脂材料进行受力分析,探究相关因素对其力学性能的影响,得出结论:① 环氧树脂的黏结强度:干态黏合>湿面黏合>完全水...     

动态流量平衡阀启闭过程中的线弹性不等值力

为了解决动态流量平衡阀流量控制精度无法达到要求的问题,建立了动态流量平衡阀动力学模型以及阀芯运动方程,数值模拟了相同口径和不同口径平衡阀阀芯处于不同位移下的三维流场模型,对比试验与数值模拟的阀芯位移误差和压差位移流量特性曲线,获得了线弹性不等值力变化规律,确定了不等值力修正系数,并优化了开孔型线.研究结果表明:通过引入线弹性不等值力修正系数,优化阀芯可变开孔后,减小了阀芯实际位移与理论位移间的误差,使试验与数值模拟的流量特性曲线趋于一致,并使流量控制精度满足5%的误差要求.      

刚性路面缩缝增设传力杆的应用研究

对于交通量日益增大的高速公路,可以通过增设传力杆来提高路面缩缝的传荷能力,有效地减少错台和断板现象。提出了传力杆的合理布置方式,并通过现场试验和数值模拟进行了分析和验证。试验和数值分析的结果表明,本研究的结论是可靠的。