CN114524661B - 一种隧道温度场模型试验地层相似材料及其制备方法 - Google Patents
一种隧道温度场模型试验地层相似材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114524661B CN114524661B CN202210177215.5A CN202210177215A CN114524661B CN 114524661 B CN114524661 B CN 114524661B CN 202210177215 A CN202210177215 A CN 202210177215A CN 114524661 B CN114524661 B CN 114524661B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- temperature field
- model test
- field model
- similar material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 138
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 36
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000003827 glycol group Chemical group 0.000 claims 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 238000011160 research Methods 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 4
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 description 4
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M sodium nitrite Chemical compound [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000009746 freeze damage Effects 0.000 description 2
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 2
- 235000010288 sodium nitrite Nutrition 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- -1 basalt Substances 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B30/00—Compositions for artificial stone, not containing binders
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- G01M99/002—Thermal testing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00991—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for testing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/30—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for heat transfer properties such as thermal insulation values, e.g. R-values
- C04B2201/32—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for heat transfer properties such as thermal insulation values, e.g. R-values for the thermal conductivity, e.g. K-factors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
本申请公开了一种隧道温度场模型试验地层相似材料及其制备方法，原料按质量份数配比为：玄武石5~7份，砂1~3份，土3~5份，抗冻液0.5~1.5份。按照比例称取玄武石、砂和土；将玄武石、砂和土混合物混合均匀；加入抗冻液并充分搅拌；将混合好的材料放入130*10mm圆形成形模具中，夯实成型；将成型后的模具放入养护箱中养护24 h后脱膜，即可得用于隧道温度场模型试验的围岩相似材料。能够实现相似材料与实际围岩相同的传热规律，并能通过改变材料比例改变相似材料的导热系数，以适应于不同隧道围岩的热力学性质，为模拟真实寒区隧道温度场时空演化规律提供了可能。
Description
技术领域
本发明涉及应用于寒区隧道模型试验的技术领域，尤其涉及一种隧道温度场模型试验地层相似材料及其制备方法。
背景技术
随着寒区隧道建设数量的增加，隧道冻害问题日益严重。在我国西北和东北等地区，寒区隧道贯穿运行后，隧道洞内空气-衬砌、衬砌-围岩之间发生强烈的传热，导致结构开裂、漏水、及冰堵塞排水管等冻害。部分隧道因冻害问题导致隧道不能使用的时间长达8～9个月，这对我国的交通运输产生了严重的负面影响。因此，研究寒区隧道温度场演化规律对冻害防治具有重要应用价值。模型试验是一种以相似理论为基础的科学研究方法，采用比例模型相似模型试验研究隧道温度场演化规律，并将实验结果推广应用至实际寒区隧道工程温度场分析中，可以有效解决寒区隧道冻害防治的一些问题。
目前，对寒区隧道温度场的模型试验研究中采用的围岩材料大多是原始隧道围岩和混凝土材质。然而采用原始隧道围岩材料存在远距离取样代价高且破碎的岩石空隙率远大于实际情况的问题，采用混凝土相似材料存在实验次数单一、不利于其他设备重复使用、材料重复利用低等缺陷；因此，建立一种隧道温度场模型试验地层相似材料的制备方法，进而构建一种兼顾配质简单、成型快、材料易获取、成本低、混合料可二次利用的围岩相似材料是很有必要的。
中国专利CN 202011181069.0公开了一种高强度耐硫酸盐腐蚀混凝土及其制备方法。包括按质量百分比配比的下述组分：硅酸盐水泥18-22％，改性玄武岩纤维6-10％，硅粉5-8％，河砂15-20％，花岗岩破碎石20-25％，亚硝酸钠防冻剂0.5-1.0％，聚羧酸缓凝减水剂1.0-1.5％，余量为水。混凝土制备方法为先将聚羧酸缓凝减水剂加入水中搅拌溶解配制成聚羧酸缓凝减水剂水溶液；将硅酸盐水泥、河砂和花岗岩破碎石加入搅拌机中干拌得到干拌料；将聚羧酸缓凝减水剂水溶液倒入干拌料中湿拌，然后加入改性玄武岩纤维、硅粉和亚硝酸钠，搅拌均匀即得。本发明制备得到的混凝土同时具有良好的力学性能和耐硫酸盐腐蚀性能。
发明内容
解决的技术问题：本申请所要解决的技术问题是现有的采用混凝土相似材料存在实验次数单一、不利于其他设备重复使用、材料重复利用低等技术问题，提供了一种隧道温度场模型试验地层相似材料及其制备方法，该种材料以满足导热系数相似为主，具有配质简单、成型快、材料易获取、成本低、混合料可二次利用，且材料性能的不受温度降而导致材料冻结改变导热系数的影响。
技术方案：
为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案为：
一种隧道温度场模型试验地层相似材料，原料按质量份数配比为：玄武石5～7份，砂1～3份，土3～5份，抗冻液0.5～1.5份，所述抗冻液的冰点为-40℃。
一种隧道温度场模型试验地层相似材料的制备方法，步骤为：
第一步：根据寒区隧道围岩实际热力学参数确定隧道温度场模型试验地层相似材料的导热系数范围；
第二步：通过隧道温度场模型试验地层相似材料的导热系数范围确定玄武石、砂、土和抗冻液的材料配比；
第三步：称取玄武石、砂、土和抗冻液；
第四步：将玄武石、砂和土进行搅拌混合均匀后加入抗冻液，充分搅拌混合均匀；
第五步：将混合好的材料放入成型模具中，夯实成型，养护24h，脱模后自然风干；
第六步：采用导热系数测试仪测定第五步中的隧道温度场模型试验地层相似材料导热系数，得到用于寒区隧道温度场模型试验围岩相似材料的导热系数。
作为本发明的一种优选技术方案：所述玄武石的粒径小于10mm。
作为本发明的一种优选技术方案：所述砂的粒径小于2.36mm。
作为本发明的一种优选技术方案：所述土的粒径小于1.16mm。
作为本发明的一种优选技术方案：所述抗冻液由去离子水和防冻剂按7：3比例混合而成。
作为本发明的一种优选技术方案：所述防冻剂采用的是乙二醇溶液。
作为本发明的一种优选技术方案：所述隧道温度场模型试验地层相似材料的原料按质量份数配比为：玄武石7份，砂3份，土3份，抗冻液1.5份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述搅拌采用型号为：KOMAX 22MM螺旋杆(六角柄)多功能搅拌器，负载功率4600，额定频率50HZ，额定电压220V，转速400～2000r/min。
原理解释：混凝土作为围岩相似材料，进行寒区隧道围岩温度场模型试验时主要由冷环境、隧道衬砌结构(混凝土)、围岩结构。混凝土作为配方模拟围岩结构，最直观的缺陷是易于凝固成型且不具有重复性、实验结束后造成材料的浪费、无法二次利用、同时混凝土结构的导热系数范围较为固定，无法通过改变配比满足大部分隧道围岩导热系数的要求；另一方面围岩中会埋深大量的传感器，采用混凝土时，混凝土凝固的压力会破坏传感器，采用本申请中的围岩相似材料兼顾配质简单、成型快、材料易获取、成本低、混合料可二次利用。
有益效果：本申请所述隧道温度场模型试验地层相似材料及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明所述的一种隧道温度场模型试验地层相似材料，采用易获取、成本低、导热系数稳定性好的玄武石、土、砂作为原料，可实现不同围岩导热系数的配比；结合抗冻液可使材料的冰点降至-40℃，可以确保相似材料在寒区隧道温度场模型试验中的导热系数不随温度的降低而冻结，致使相似材料导热系数的改变，确保相似材料导热系数的稳定性。
2、本发明所述的一种隧道温度场模型试验地层相似材料，可以用于模拟不同寒区隧道温度场围岩的介质材料，解决了难以模拟隧道围岩导热系数相似材料的难题。本发明相似材料的导热系数基本覆盖现有寒区隧道围岩的导热系数需求，与前人研究相比，真实模拟了寒区隧道温度场演变过程，同时兼顾配质简单、成型快、材料易获取、成本低、混合料可二次利用等优势，所得出的温度场相似模型试验研究结果更加准确。
3、本发明可以配比不同寒区隧道围岩导热系数的相似材料，用来模拟寒区隧道温度场的演化规律。
4、本发明所提出的寒区隧道围岩相似材料相较于现有的混凝土材料配质简单、成型快、材料易获取、成本低、混合料可二次利用。
5、本发明的相似材料的制备方法简单、热力学性能稳定、易于浇筑，能够通过调节材料配比，在不影响整体性质的前提下，改变材料的导热系数，为模拟不同导热系数的围岩提供了可能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的实施例所用的玄武石的粒径小于10mm，砂的粒径小于2.36mm，土的粒径小于1.16mm，抗冻液的冰点为-40℃，抗冻液由去离子水和防冻剂乙二醇溶液按7：3比例混合而成。搅拌采用型号为：KOMAX22MM螺旋杆(六角柄)多功能搅拌器，负载功率4600，额定频率50HZ，额定电压220V，转速400～2000r/min。
实施例1
一种隧道温度场模型试验地层相似材料，原料按质量份数配比为：玄武石5份，砂1份，土3份，抗冻液0.5份。
一种隧道温度场模型试验地层相似材料的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按质量份数配比称取玄武石5份，砂1份，土3份，抗冻液0.5份；
第二步：将玄武石、砂和土三种材料混合并在搅拌机中混合均匀；
第三步：加入抗冻液，充分搅拌；
第四步：将混合好的材料放入成型模具中，夯实成型；
第五步：将成型后的材料养护24小时后脱模，脱模后自然风干；
第六步：采用导热系数测试仪测定第五步中的相似材料导热系数。
该配比的围岩相似材料的导热系数为2.17W·m-1·℃-1。
实施例2
一种隧道温度场模型试验地层相似材料，原料按质量份数配比为：玄武石6份，砂2份，土3份，抗冻液1份。
一种隧道温度场模型试验地层相似材料的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按质量份数配比称取玄武石6份，砂2份，土3份，抗冻液1份；
第二步：将玄武石、砂和土三种材料混合并在搅拌机中混合均匀；
第三步：加入抗冻液，充分搅拌；
第四步：将混合好的材料放入成型模具中，夯实成型；
第五步：将成型后的材料养护24小时后脱模，脱模后自然风干；
第六步：采用导热系数测试仪测定第五步中的相似材料导热系数。
该配比的围岩相似材料的导热系数为2.70W·m-1·℃-1。
实施例3
一种隧道温度场模型试验地层相似材料，原料按质量份数配比为：玄武石7份，砂3份，土3份，抗冻液1.5份。
一种隧道温度场模型试验地层相似材料的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按质量份数配比称取玄武石7份，砂3份，土3份，抗冻液1.5份；
第二步：将玄武石、砂和土三种材料混合并在搅拌机中混合均匀；
第三步：加入抗冻液，充分搅拌；
第四步：将混合好的材料放入成型模具中，夯实成型；
第五步：将成型后的材料养护24小时后脱模，脱模后自然风干；
第六步：采用导热系数测试仪测定第五步中的相似材料导热系数。
该配比的围岩相似材料的导热系数为2.02W·m-1·℃-1。
实施例4
一种隧道温度场模型试验地层相似材料，原料按质量份数配比为：玄武石6份，砂1份，土4份，抗冻液1.5份。
一种隧道温度场模型试验地层相似材料的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按质量份数配比称取玄武石6份，砂1份，土4份，抗冻液1.5份；
第二步：将玄武石、砂和土三种材料混合并在搅拌机中混合均匀；
第三步：加入抗冻液，充分搅拌；
第四步：将混合好的材料放入成型模具中，夯实成型；
第五步：将成型后的材料养护24小时后脱模，脱模后自然风干；
第六步：采用导热系数测试仪测定第五步中的相似材料导热系数。
该配比的围岩相似材料的导热系数为1.93W·m-1·℃-1。
实施例5
一种隧道温度场模型试验地层相似材料，原料按质量份数配比为：玄武石7份，砂2份，土4份，抗冻液0.5份。
一种隧道温度场模型试验地层相似材料的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按质量份数配比称取玄武石7份，砂2份，土4份，抗冻液0.5份；
第二步：将玄武石、砂和土三种材料混合并在搅拌机中混合均匀；
第三步：加入抗冻液，充分搅拌；
第四步：将混合好的材料放入成型模具中，夯实成型；
第五步：将成型后的材料养护24小时后脱模，脱模后自然风干；
第六步：采用导热系数测试仪测定第五步中的相似材料导热系数。
该配比的围岩相似材料的导热系数为2.66W·m-1·℃-1。
实施例6
一种隧道温度场模型试验地层相似材料，原料按质量份数配比为：玄武石5份，砂3份，土4份，抗冻液1份。
一种隧道温度场模型试验地层相似材料的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按质量份数配比称取玄武石5份，砂3份，土4份，抗冻液1份；
第二步：将玄武石、砂和土三种材料混合并在搅拌机中混合均匀；
第三步：加入抗冻液，充分搅拌；
第四步：将混合好的材料放入成型模具中，夯实成型；
第五步：将成型后的材料养护24小时后脱模，脱模后自然风干；
第六步：采用导热系数测试仪测定第五步中的相似材料导热系数。
该配比的围岩相似材料的导热系数为1.69W·m-1·℃-1。
实施例7
一种隧道温度场模型试验地层相似材料，原料按质量份数配比为：玄武石7份，砂1份，土5份，抗冻液1份。
一种隧道温度场模型试验地层相似材料的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按质量份数配比称取玄武石7份，砂1份，土5份，抗冻液1份；
第二步：将玄武石、砂和土三种材料混合并在搅拌机中混合均匀；
第三步：加入抗冻液，充分搅拌；
第四步：将混合好的材料放入成型模具中，夯实成型；
第五步：将成型后的材料养护24小时后脱模，脱模后自然风干；
第六步：采用导热系数测试仪测定第五步中的相似材料导热系数。
该配比的围岩相似材料的导热系数为2.72W·m-1·℃-1。
实施例8
一种隧道温度场模型试验地层相似材料，原料按质量份数配比为：玄武石5份，砂2份，土5份，抗冻液1.5份。
一种隧道温度场模型试验地层相似材料的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按质量份数配比称取玄武石5份，砂2份，土5份，抗冻液1.5份；
第二步：将玄武石、砂和土三种材料混合并在搅拌机中混合均匀；
第三步：加入抗冻液，充分搅拌；
第四步：将混合好的材料放入成型模具中，夯实成型；
第五步：将成型后的材料养护24小时后脱模，脱模后自然风干；
第六步：采用导热系数测试仪测定第五步中的相似材料导热系数。
该配比的围岩相似材料的导热系数为1.97W·m-1·℃-1。
实施例9
一种隧道温度场模型试验地层相似材料，原料按质量份数配比为：玄武石6份，砂3份，土5份，抗冻液0.5份。
一种隧道温度场模型试验地层相似材料的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按质量份数配比称取玄武石6份，砂3份，土5份，抗冻液0.5份；
第二步：将玄武石、砂和土三种材料混合并在搅拌机中混合均匀；
第三步：加入抗冻液，充分搅拌；
第四步：将混合好的材料放入成型模具中，夯实成型；
第五步：将成型后的材料养护24小时后脱模，脱模后自然风干；
第六步：采用导热系数测试仪测定第五步中的相似材料导热系数。
该配比的围岩相似材料的导热系数为2.60W·m-1·℃-1。
本发明相似材料不同配比的导热系数如表1所示。
表1
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种隧道温度场模型试验地层相似材料的制备方法，其特征在于，所述隧道温度场模型试验地层相似材料的原料按质量份数配比为：玄武石5~7份，砂1~3份，土3~5份，抗冻液0.5~1.5份，所述抗冻液的冰点为-40℃；所述隧道温度场模型试验地层相似材料的制备方法步骤为：
第一步：根据寒区隧道围岩实际热力学参数确定隧道温度场模型试验地层相似材料的导热系数范围；
第二步：通过隧道温度场模型试验地层相似材料的导热系数范围确定玄武石、砂、土和抗冻液的材料配比；
第三步：称取玄武石、砂、土和抗冻液；
第四步：将玄武石、砂和土进行搅拌混合均匀后加入抗冻液，充分搅拌混合均匀；
第五步：将混合好的材料放入成型模具中，夯实成型，养护24h，脱模后自然风干；
第六步：采用导热系数测试仪测定第五步中的隧道温度场模型试验地层相似材料导热系数，得到用于寒区隧道温度场模型试验围岩相似材料的导热系数。
2.根据权利要求1所述的一种隧道温度场模型试验地层相似材料的制备方法，其特征在于：所述玄武石的粒径小于10mm。
3.根据权利要求1所述的一种隧道温度场模型试验地层相似材料的制备方法，其特征在于：所述砂的粒径小于2.36mm。
4.根据权利要求1所述的一种隧道温度场模型试验地层相似材料的制备方法，其特征在于：所述土的粒径小于1.16mm。
5.根据权利要求1所述的一种隧道温度场模型试验地层相似材料的制备方法，其特征在于：所述抗冻液由去离子水和防冻剂按7：3比例混合而成。
6.根据权利要求5所述的一种隧道温度场模型试验地层相似材料的制备方法，其特征在于：所述防冻剂采用的是乙二醇溶液。
7.根据权利要求1所述的一种隧道温度场模型试验地层相似材料的制备方法，其特征在于，所述隧道温度场模型试验地层相似材料的原料按质量份数配比为：玄武石7份，砂3份，土3份，抗冻液1.5份。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210177215.5A CN114524661B (zh) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | 一种隧道温度场模型试验地层相似材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210177215.5A CN114524661B (zh) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | 一种隧道温度场模型试验地层相似材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114524661A CN114524661A (zh) | 2022-05-24 |
| CN114524661B true CN114524661B (zh) | 2023-01-24 |
Family
ID=81625556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210177215.5A Active CN114524661B (zh) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | 一种隧道温度场模型试验地层相似材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114524661B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103043986A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-04-17 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种岩土相似材料及其制备方法 |
| CN107445567A (zh) * | 2016-05-30 | 2017-12-08 | 中国矿业大学(北京) | 一种模拟非均质围岩的相似材料及其制备方法 |
| CN113860819A (zh) * | 2021-10-21 | 2021-12-31 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种防硫酸盐侵蚀混凝土及配比优化方法与应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015103720A1 (zh) * | 2014-01-07 | 2015-07-16 | 山东大学 | 一种隧道施工大型综合地球物理超前探测模型试验装置 |
-
2022
- 2022-02-25 CN CN202210177215.5A patent/CN114524661B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103043986A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-04-17 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种岩土相似材料及其制备方法 |
| CN107445567A (zh) * | 2016-05-30 | 2017-12-08 | 中国矿业大学(北京) | 一种模拟非均质围岩的相似材料及其制备方法 |
| CN113860819A (zh) * | 2021-10-21 | 2021-12-31 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种防硫酸盐侵蚀混凝土及配比优化方法与应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 周期性风温下围岩温度场模拟实验的可行性研究;郭开元等;《煤炭技术》;20160310(第03期);第180-182页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114524661A (zh) | 2022-05-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ma et al. | Experimental study on the preparation and properties of a novel foamed concrete based on magnesium phosphate cement | |
| Huang et al. | Hydration reaction and strength development of calcium sulfoaluminate cement-based mortar cured at cold temperatures | |
| Mo et al. | Deformation and mechanical properties of quaternary blended cements containing ground granulated blast furnace slag, fly ash and magnesia | |
| CN105503013B (zh) | 一种液体混凝土早强防冻剂及其制备方法 | |
| CN105837142A (zh) | 一种微膨胀型珊瑚砂混凝土及其制备方法 | |
| CN114044664B (zh) | 一种抗冻、抗盐冻机场水泥道面快速修复材料及其制备方法 | |
| CN113094868B (zh) | 水泥水化热抑制混凝土在大体积结构工程可用性评价方法 | |
| CN105541234B (zh) | 特高拱坝用大体积水工混凝土的温控防裂方法 | |
| CN104478281A (zh) | 一种混凝土防冻剂 | |
| CN109095835B (zh) | 一种抗冻裂混凝土及其制备方法 | |
| CN104058695A (zh) | 一种声屏障快速填充用重力砂浆及其制备方法 | |
| CN108164179A (zh) | 一种适用于超低温环境的水泥混凝土防冻剂 | |
| CN106630901A (zh) | 绿色高性能混凝土 | |
| Tian et al. | Effect of magnesia expansion agent with different activity on mechanical property, autogenous shrinkage and durability of concrete | |
| CN110054467B (zh) | 高强度凝灰岩基发泡水泥保温试块及其制备方法 | |
| CN114524661B (zh) | 一种隧道温度场模型试验地层相似材料及其制备方法 | |
| Liu et al. | Frost resistance and meso-deterioration analysis of microcapsulated phase change materials modified concrete | |
| CN112979241A (zh) | 一种抗冻混凝土及其制备方法 | |
| CN113149485A (zh) | 一种制备氯丙乳液改性磷酸镁水泥的方法 | |
| CN105347842A (zh) | 一种复合自保温混凝土砌块及其生产方法 | |
| CN115925305A (zh) | 一种适用于再生混凝土的增强材料及其应用方法 | |
| CN107445503B (zh) | 一种防冻缓凝磷酸钙硅镁水泥及其制作方法 | |
| Chen et al. | Experimental study on the frost resistance and thermal conductivity of Environmental fair-faced concrete | |
| CN110453556A (zh) | 一种地基土保温防冻处理方法 | |
| CN102167526B (zh) | 一种低收缩碱矿渣水泥组合物及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20220524 Assignee: Guangzhou Xiangyu Construction Co.,Ltd. Assignor: HUAIYIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY Contract record no.: X2023980049003 Denomination of invention: A Tunnel Temperature Field Model Experimental Stratum Similar Material and Its Preparation Method Granted publication date: 20230124 License type: Common License Record date: 20231202 |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |