CN116396023A - 一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料及其方法和应用 - Google Patents
一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料及其方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116396023A CN116396023A CN202310280220.3A CN202310280220A CN116396023A CN 116396023 A CN116396023 A CN 116396023A CN 202310280220 A CN202310280220 A CN 202310280220A CN 116396023 A CN116396023 A CN 116396023A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- slag
- shock insulation
- cement
- waste glass
- insulation 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.)
- Pending
Links
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 120
- 230000035939 shock Effects 0.000 title claims abstract description 100
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 49
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 claims abstract description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 13
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 6
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 6
- 239000011381 foam concrete Substances 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 239000003190 viscoelastic substance Substances 0.000 description 2
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
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
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
-
- 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
- C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
- C04B2111/00198—Characterisation or quantities of the compositions or their ingredients expressed as mathematical formulae or equations
-
- 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
- C04B2111/00724—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 in mining operations, e.g. for backfilling; in making tunnels or galleries
-
- 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
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/2038—Resistance against physical degradation
- C04B2111/2046—Shock-absorbing materials
-
- 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)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明涉及一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料及其方法和应用，所述的隔震材料包括以下重量比的组份：粗骨料、细骨料、水泥和水，其中水灰比介于0.50～0.55之间，所述水泥中炉渣掺加量按重量百分比为20％～40％，所述水泥中废弃玻璃渣掺加量按重量百分比不得少于水泥重量的8％；本发明通过利用炉渣的高密实性、抗渗性和抗侵蚀性以及玻璃渣的耐高温性，在隧道隔震层中放入炉渣和废弃玻璃渣材料，可以延长隔震层防震寿命，并且减少隔震材料易受温度的影响。
Description
技术领域
本发明属于隧道工程技术领域，涉及一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料及其方法和应用。
背景技术
随着我国经济的快速发展，综合国力的不断提升及高新技术的不断应用，我国已经是世界上隧道建设数量最多、规模最大、技术发展最快的国家。对于隧道隔震层材料的使用，传统的隔震材料易受到温度、使用年限等因素的影响，因此针对于隧道中隔震层的特殊性，有必要研究有效的新型隧道隔震技术。炉渣能够提高混凝土的密实性和抗渗性，并且能够改善混凝土抗化学侵蚀性，玻璃渣具有热稳定性的特点，但隧道中的隔震层更多地集中在设置高弹性的阻尼材料来减小衬砌结构的内力和位移，采用炉渣/废弃玻璃渣作为隔震材料相对来说较少，虽然在隧道隔震层中设置高弹性的阻尼材料能够减少隧道的地震动响应，但其存在着如下不足：
(1)橡胶阻尼材料使用寿命较短，使用后期易老化；
(2)沥青混合料隔震层的温度稳定性较差，冬季低温时易脆裂,在地震荷载作用下易产生裂缝；
(3)由于泡沫混凝土中存在Na、K等化学元素对气泡的破坏作用，使得其中的气孔多为开孔，影响了泡沫混凝土的隔震性能；
(4)传统的隔震材料虽然能够在一定程度上减小隧道的地震动作用，但不宜就地取材，且相对于炉渣和废弃玻璃渣造价较高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料及其方法和应用，采用加入炉渣和废弃玻璃渣材料后的隔震材料铺设隧道隔震层，可以延长隧道隔震层的防震寿命，并且减少隔震材料易受温度的影响。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明首先提供一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料，其特征在于，包括以下重量比的组份：粗骨料、细骨料、水泥和水，其中水灰比介于0.50～0.55之间，所述水泥中炉渣掺加量按重量百分比为20％～40％，所述水泥中废弃玻璃渣掺加量按重量百分比不得少于水泥重量的8％。
进一步，所述粗骨料粒径：10～31.5mm，所述水泥中炉渣、废弃玻璃渣的尺寸为1mm～1.5mm的离散颗粒。
进一步，所述粗骨料为颗粒均匀的砾石或碎石，所述细骨料为中砂。
进一步，所述矿渣与废弃玻璃重量比为2.5：1。
本发明还提供一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料的使用方法，其特征在于，
包括下述步骤：
步骤S1，在围岩和初期支护之间安放有压力盒，所述压力盒由引出的导线传输数据，所述压力盒布设在每代表性地段的断面上；
步骤S2，运用初期支护形成的支护抗力值反应隔震层的厚度，初期支护形成的支护抗力由下式控制：
(1)式中：ps为初期支护形成的支护抗力，τs为抗剪强度，ds为初期支护、隔震层及二次衬砌厚度之和，b为剪切楔形体高度，αs为初期支护的剪切角，τs、ds和b的计算表达式为：
τs＝0.43σc (2)
(2)式中：σc为正应力；
ds＝d初+d隔+d二衬 (3)
(3)式中：d初为初期支护厚度，d隔为隔震层厚度，d二衬为二次衬砌厚度。
b＝2r0cosα (4)
(4)式中：r0为隧道开挖半径，α为滑面与正应力作用方向的夹角，α表达式为：
(5)式中：
为围岩内摩擦角；
步骤S3，由压力盒测得的位移-时间曲线出现反弯点，则表明围岩和支护已呈不稳定状态，可适当增加初期支护的厚度，当初期支护的厚度已经达到行业标准的最大厚度时，可通过增强锚杆的直径和长度的方式进行控制隧道允许的相对位移值，最终得到符合行业标准的支护抗力值；
步骤S4，在隧道初期支护和二次衬砌之间铺设隔震层，隔震层与初期支护之间铺设有防水层，由压力盒测得符合行业标准的支护抗力值反推出隔震层的厚度，进而计算出隔震材料的用量，隔震层中隔震材料的用量由下式控制：
(6)式中：mcp为隔震材料的用量，n为设置隔震层所对应的圆心角，r0为开挖半径，d隔为隔震层厚度，L为隧道长度；
步骤S5，根据隔震材料的用量可求出所需粗骨料、细骨料、水泥用量，由下式控制：
(7)式中：mwo为隔震材料用水量，mco为隔震材料水泥用量，mgo为隔震材料粗骨料用量，mso为隔震材料细骨料用量，βs为砂率，mco计算表达式为：
(8)式中：
为水灰比；
步骤S6，根据所求出的隔震材料的水泥用量mco，按照水泥中炉渣掺加量的重量百分比为20％，水泥中废弃玻璃渣掺加量的重量百分比为8％，即可求出炉渣m炉渣和废弃玻璃渣m玻璃的用量，由下式控制：
(9)式中：m炉渣为隔震材料的炉渣用量，m玻璃为隔震材料的废弃玻璃渣用量。
进一步，所述的步骤S1，所述压力盒设置在每代表性地段1～2个断面上，每断面布设3～7个压力盒。
本发明再提供一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料在隧道中的应用，其特征在于：将所述使用炉渣和废弃玻璃渣制作的隔震材料应用于隧道的隔震层。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
(1)本发明的隔震材料利用炉渣能够提高混凝土的密实性和抗渗性以及改善混凝土抗侵蚀性的优点，玻璃渣具有耐高温的性能，在隔震层中放入炉渣/废弃玻璃渣材料，能够延长隔震材料使用寿命，解决传统粘弹性材料热稳定性差的问题。
(2)本发明的隔震材料以初期支护形成支护抗力值间接反应炉渣和废弃玻璃渣材料用量，思路简洁明了，利用炉渣和废弃玻璃渣代替传统的粘弹性隔震材料，炉渣和废弃玻璃渣易就地取材、使用寿命长、施工方便、经济效果突出。
(3)本发明的隔震材料在使用时，运用压力盒测得符合行业标准的支护抗力值反推出隔震层厚度，进而计算出隔震层中炉渣和废弃玻璃渣的用量。
附图说明
图1为本发明的隔震材料在隧道使用时的隔震断面图。
图2是图1中A部局部放大图。
附图标记如下：1-围岩，2-初期支护，3-压力盒，4-引出导线，5-隔震层，6-锚杆，7-二次衬砌，8-防水层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
本发明提供一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料，其在隧道中采用炉渣和废弃玻璃渣代替传统粘弹性隔震材料，包括以下重量比组份：粗骨料、细骨料、水泥和水，所述水泥中炉渣掺加量按重量百分比为20％～40％，所述水泥中废弃玻璃渣掺加量按重量百分比不得少于水泥重量的8％。本发明的隔震材料利用炉渣能够提高混凝土的密实性和抗渗性以及改善混凝土抗侵蚀性的优点，废弃玻璃渣具有耐高温的性能，在隔震层中放入炉渣和废弃玻璃渣材料，能够大大延长隔震材料使用寿命，解决传统粘弹性材料热稳定性差的问题。
本发明的一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料，包括以下重量比组份：粗骨料、细骨料、水泥和水，其中水灰比介于0.50～0.55之间；所述粗骨料粒径为10～31.5mm，所述粗骨料为颗粒均匀的砾石或碎石；所述细骨料为中砂；所述水泥中炉渣掺加量按重量百分比为20％～40％，所述水泥中废弃玻璃渣掺加量按重量百分比不得少于水泥重量的8％，所述水泥中炉渣、废弃玻璃渣制成尺寸为1mm～1.5mm的离散颗粒。
作为优选，所述炉渣掺加量为20％；所述废弃玻璃渣掺加量为8％。
如图1、图2所示，本发明还提供的一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料的使用方法，包括下述步骤：
步骤S1、在围岩1和初期支护2之间安放有压力盒3，压力盒3由引出导线4引出传输监测数据，压力盒3布设在每个代表性地段1～2个断面上，每个断面布设3～7个压力盒3。
步骤S2、运用初期支护2形成的支护抗力值反应隔震层5的厚度，初期支护2形成的支护抗力由下式控制：
(1)式中：ps为初期支护形成的支护抗力，τs为抗剪强度，ds为初期支护、隔震层及二次衬砌厚度之和，b为剪切楔形体高度，αs为初期支护的剪切角，τs、ds和b的计算表达式为：
τs＝0.43σc (2)
(2)式中：σc为正应力。
ds＝d初+d隔+d二衬 (3)
(3)式中：d初为初期支护厚度，d隔为隔震层厚度，d二衬为二次衬砌厚度。
b＝2r0cosα (4)
(4)式中：r0为隧道开挖半径，α为滑面与正应力作用方向的夹角，α表达式为：
(5)式中：
为围岩内摩擦角。
步骤S3、由压力盒3测得的位移-时间曲线出现反弯点，则表明围岩1和初级支护2已呈不稳定状态，可适当增加初期支护2的厚度，当初期支护2的厚度已经达到行业标准的最大厚度时，可通过增强围岩1上的锚杆6的直径和长度的方式进行控制隧道允许的相对位移值，最终得到符合行业标准的支护抗力值。
步骤S4、在隧道初期支护2和二次衬砌7之间铺设所述隔震层5，隔震层5与初期支护2之间铺设有防水层8，由压力盒3测得符合行业标准的支护抗力值反推出所述隔震层5的厚度，进而计算出隔震材料的用量，隔震层5中隔震材料的用量近似看作空心圆柱体，由下式控制：
(6)式中：mcp为隔震材料的用量，n为设置隔震层所对应的圆心角，r0为开挖半径，d隔为隔震层厚度，L为隧道长度。
步骤S5、根据隔震材料的用量可求出所需粗骨料、细骨料、水泥用量，由下式控制：
(7)式中：mwo为隔震材料用水量，mco为隔震材料水泥用量，mgo为隔震材料粗骨料用量，mso为隔震材料细骨料用量，βs为砂率，mco计算表达式为：
(8)式中：
为水灰比。
步骤S6、根据所求出的隔震材料的水泥用量mco，按照水泥中炉渣掺加量的重量百分比为20％，水泥中废弃玻璃渣掺加量的重量百分比为8％，即可求出炉渣m炉渣和废弃玻璃渣m玻璃的用量，由下式控制：
(9)式中：m炉渣为隔震材料的炉渣用量，m玻璃为隔震材料的废弃玻璃渣用量。
本发明还提供一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料在隧道中的应用，其使用炉渣和废弃玻璃渣制作的隔震材料应用于隧道的隔震层，即在隔震层中放入炉渣、废弃玻璃渣材料，可以延长隔震层防震寿命，并且减少隔震材料易受温度的影响。
由于传统的隔震材料是在隧道隔震层中设置高弹性的阻尼材料，常见的传统隔震材料有橡胶阻尼材料、沥青混合料、泡沫混凝土等，但橡胶阻尼材料易老化，沥青混合料温度稳定性较差，泡沫混凝土易形成开孔型气孔，这些因素都会导致隔震性能的减弱，一旦地震发生则会对隧道自身结构造成严重损坏。利用炉渣的的高密实性、抗渗性和抗侵蚀性以及玻璃渣的耐高温性，在隔震层中放入炉渣、废弃玻璃渣材料，可以延长隔震层防震寿命，并且减少隔震材料易受温度的影响。
本发明的隔震材料在应用时，运用压力盒3测得符合行业标准的支护抗力值反推出隔震层5的厚度，进而计算出隔震层5中炉渣和废弃玻璃渣的用量。
具体如下所示：
隧道采用复合式衬砌，其支护参数如下：隧道二次衬砌的内轮廓线半径为6.41m,隧道长度500m,初衬厚度28cm，二衬厚度50cm,
n＝180°，σc＝12.5MPa，/>
mwo＝210kg/m3，βs＝32％，αs＝30°。
则：
τs＝0.43σc＝0.43×12.5＝5.38MPa；
(1)假定隔震层厚度d隔＝0.15m；
则：ds＝d初+d隔+d二衬＝0.28+0.15+0.50＝0.93m
r0＝6.41+0.28+0.15+0.50＝7.34m
b＝2r0cosα＝2×7.34×cos22.5°＝13.56m
(2)假定隔震层厚度d隔＝0.20m；
则：ds＝d初+d隔+d二衬＝0.28+0.20+0.50＝0.98m；
r0＝6.41+0.28+0.20+0.50＝7.39m；
b＝2r0cosα＝2×7.39×cos22.5°＝13.65m
(3)若ps＝1.55MPa满足压力监测数值，则有：
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料，其特征在于，包括以下重量比的组份：粗骨料、细骨料、水泥和水，其中水灰比介于0.50～0.55之间，所述水泥中炉渣掺加量按重量百分比为20％～40％，所述水泥中废弃玻璃渣掺加量按重量百分比不得少于水泥重量的8％。
2.根据权利要求1所述的一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料，其特征在于，所述粗骨料粒径为10～31.5mm，所述水泥中炉渣、废弃玻璃渣的尺寸为1mm～1.5mm的离散颗粒。
3.根据权利要求1或2所述的一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料，其特征在于，所述粗骨料为颗粒均匀的砾石或碎石，所述细骨料为中砂。
4.根据权利要求3所述的一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料，其特征在于，所述矿渣与废弃玻璃重量比为2.5：1。
5.一种基于上述任意一权利要求所述的隔震材料的使用方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤S1，在围岩(1)和初期支护(2)之间安放有压力盒(3)，所述压力盒(3)由引出的导线(4)传输数据，所述压力盒(3)布设在每个代表性地段的断面上；
步骤S2，运用初期支护(2)形成的支护抗力值反应隔震层(5)的厚度，初期支护(2)形成的支护抗力由下式控制：
(1)式中：ps为初期支护形成的支护抗力，τs为抗剪强度，ds为初期支护、隔震层及二次衬砌厚度之和，b为剪切楔形体高度，αs为初期支护的剪切角，τs、ds和b的计算表达式为：
τs＝0.43σc (2)
(2)式中：σc为正应力；
ds＝d初+d隔+d二衬 (3)
(3)式中：d初为初期支护厚度，d隔为隔震层厚度，d二衬为二次衬砌厚度；
b＝2r0 cosα (4)
(4)式中：r0为隧道开挖半径，α为滑面与正应力作用方向的夹角，
α表达式为：
(5)式中：
为围岩内摩擦角；
步骤S3，由所述压力盒(3)测得的位移-时间曲线出现反弯点，则表明围岩(1)和初级支护(2)已呈不稳定状态，可适当增加初期支护(2)的厚度，当初期支护(2)的厚度已经达到行业标准的最大厚度时，可通过增强锚杆(6)的直径和长度的方式进行控制隧道允许的相对位移值，最终得到符合行业标准的支护抗力值；
步骤S4，在隧道初期支护(2)和二次衬砌(7)之间铺设所述隔震层(5)，所述隔震层(5)与所述初期支护(2)之间铺设有防水层(8)，由所述压力盒(3)测得符合行业标准的支护抗力值反推出所述隔震层(5)的厚度，进而计算出隔震材料的用量，所述隔震层(5)中隔震材料的用量由下式控制：
(6)式中：mcp为隔震材料的用量，n为设置隔震层所对应的圆心角，r0为开挖半径，d隔为隔震层厚度，L为隧道长度。
步骤S5，根据隔震材料的用量可求出所需粗骨料、细骨料、水泥用量，由下式控制：
(7)式中：mwo为隔震材料用水量，mco为隔震材料水泥用量，mgo为隔震材料粗骨料用量，mso为隔震材料细骨料用量，βs为砂率，mco计算表达式为：
(8)式中：
为水灰比。
步骤S6，根据所求出的隔震材料的水泥用量mco，按照水泥中炉渣掺加量的重量百分比为20％，水泥中废弃玻璃渣掺加量的重量百分比为8％，即可求出炉渣m炉渣和废弃玻璃渣m玻璃的用量，由下式控制：
(9)式中：m炉渣为隔震材料的炉渣用量，m玻璃为隔震材料的废弃玻璃渣用量。
6.根据权利要求4所述的一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料的使用方法，其特征在于，所述的步骤S1，所述压力盒(3)设置在每代表性地段1～2个断面上，每个断面布设3～7个所述压力盒(3)。
7.一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料在隧道中的应用，其特征在于：将所述的权利要求1-4任意一项使用炉渣和废弃玻璃渣制作的隔震材料应用于隧道的隔震层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310280220.3A CN116396023A (zh) | 2023-03-21 | 2023-03-21 | 一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料及其方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310280220.3A CN116396023A (zh) | 2023-03-21 | 2023-03-21 | 一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料及其方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116396023A true CN116396023A (zh) | 2023-07-07 |
Family
ID=87019030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310280220.3A Pending CN116396023A (zh) | 2023-03-21 | 2023-03-21 | 一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料及其方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116396023A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105016640A (zh) * | 2015-07-21 | 2015-11-04 | 桂林理工大学 | 一种废弃玻璃作为混凝土细骨料掺入混凝土的制备方法 |
| CN105731920A (zh) * | 2016-01-13 | 2016-07-06 | 江苏中路工程技术研究院有限公司 | 一种炉渣水稳基层材料及其制备方法 |
| CN106220068A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-12-14 | 兰州理工大学 | 一种用于隧道隔震的材料及其施工方法 |
| CN107621538A (zh) * | 2017-10-13 | 2018-01-23 | 浙江省交通规划设计研究院 | 一种测试隧道补偿收缩混凝土衬砌所受地层弹性抗力的试验方法 |
| CN110776289A (zh) * | 2019-10-14 | 2020-02-11 | 合肥工业大学 | 一种轻质高强陶粒混凝土及其制备方法和应用 |
| CN111217565A (zh) * | 2018-11-23 | 2020-06-02 | 湖南大学 | 一种利用废弃玻璃制备耐高温混凝土的方法 |
-
2023
- 2023-03-21 CN CN202310280220.3A patent/CN116396023A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105016640A (zh) * | 2015-07-21 | 2015-11-04 | 桂林理工大学 | 一种废弃玻璃作为混凝土细骨料掺入混凝土的制备方法 |
| CN105731920A (zh) * | 2016-01-13 | 2016-07-06 | 江苏中路工程技术研究院有限公司 | 一种炉渣水稳基层材料及其制备方法 |
| CN106220068A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-12-14 | 兰州理工大学 | 一种用于隧道隔震的材料及其施工方法 |
| CN107621538A (zh) * | 2017-10-13 | 2018-01-23 | 浙江省交通规划设计研究院 | 一种测试隧道补偿收缩混凝土衬砌所受地层弹性抗力的试验方法 |
| CN111217565A (zh) * | 2018-11-23 | 2020-06-02 | 湖南大学 | 一种利用废弃玻璃制备耐高温混凝土的方法 |
| CN110776289A (zh) * | 2019-10-14 | 2020-02-11 | 合肥工业大学 | 一种轻质高强陶粒混凝土及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 吴大勇: "《公路隧道施工与安全技术研究》", 31 July 2022, 北京工业大学出版社, pages: 110 * |
| 李世辉: "《隧道围岩稳定***分析》", 30 June 1991, 中国铁道出版社, pages: 161 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Miranda et al. | ICEBs stabilised with alkali-activated fly ash as a renewed approach for green building: Exploitation of the masonry mechanical performance | |
| CN102912937B (zh) | 一种内嵌式型钢高延性纤维混凝土组合柱 | |
| CN102031755B (zh) | 梁桥重力式桥墩用多功能永久模板 | |
| CN105347752A (zh) | 一种高强度混凝土 | |
| CN106495621A (zh) | 一种无机高性能盾构隧道管片 | |
| CN102809050A (zh) | 钢管橡胶混凝土构件 | |
| CN105347751A (zh) | 一种高强度混凝土的制备方法 | |
| CN108409243B (zh) | 用于地下硫酸盐侵蚀环境的约束管灌注桩及其制备方法 | |
| Ibrahim et al. | The effect of balls shapes and spacing on structural behaviour of reinforced concrete bubbled slabs | |
| Yan et al. | Experimental Study on Basic Mechanical Properties of Steel Fiber‐Reinforced Siliceous Wet Shotcrete | |
| CN104418549A (zh) | 一种混凝土实心桩体 | |
| CN111187042A (zh) | 一种轻质高强混凝土及其制备方法 | |
| CN107473678B (zh) | 超高温下抗强冲击的金属陶瓷混凝土 | |
| JP4986924B2 (ja) | 耐震補強方法 | |
| CN105330211A (zh) | 一种高强度自密实混凝土 | |
| CN116396023A (zh) | 一种使用炉渣、废弃玻璃渣制作的隔震材料及其方法和应用 | |
| CN102912893B (zh) | 一种高延性纤维混凝土组合砌块砌体墙及其施工方法 | |
| CN108017355A (zh) | 高速铁路声屏障锚固用水泥基自愈复合材料及其制备方法 | |
| CN201952733U (zh) | 梁桥重力式桥墩用多功能永久模板 | |
| CN110845200A (zh) | 一种轻质高强薄壁结构现浇混凝土 | |
| CN105347745A (zh) | 一种新型高强度自密实混凝土 | |
| Hossain et al. | Shear behavior of lightweight slag aggregate self-consolidating concrete beams | |
| CN109796168A (zh) | 一种水泥基材料增韧方法 | |
| George et al. | Torsional and cracking behaviours of normal weight and coconut shell lightweight concretes | |
| CN102850008B (zh) | 一种非承重式轻质薄壁减震隔墙 |
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 |