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鄭涵文 ，遲瀚林 ，帥俊杰

 

（成都理工大學(xué) 環(huán)境與土木工程學(xué)院 ，成都 610051)

摘   要 ：為了充分利用具有高含水率 、低強(qiáng)度等特點(diǎn)的盾構(gòu)渣土 ，解決其直接用于路基填筑時強(qiáng)度不足、抗凍性差等問題 ，實(shí)現(xiàn)其資源化利用。以硅酸鹽水泥為主材料 ，添加粉煤灰 、水溶性環(huán)氧樹脂  (WER) 、偏高嶺土以及聚丙烯纖維  (PP) ,  設(shè)計(jì)  “五因素四水平 ”正交試驗(yàn) ， 以 28  d 養(yǎng)護(hù)齡期固化土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 、間接抗拉強(qiáng)度 、加州承載比  (CBR)  以及凍融循環(huán)試驗(yàn)結(jié)果為評判指標(biāo) ，確定復(fù)合固化劑的最佳配比 ，制備盾構(gòu)渣土固化用纖維水泥基材料。通過極差分析優(yōu)化配比后 ，結(jié)合電鏡掃描和 X 射線衍射試驗(yàn)探究其微觀結(jié)構(gòu)和固化機(jī)理 ，揭示宏觀性能提升機(jī)制。結(jié)果表明：不同配比復(fù)合固化劑對盾構(gòu)渣土力學(xué)性能影響程度不同 ，復(fù)合固化劑的最佳配比為 9% 水泥 、12% 粉煤灰 、0. 25% 水溶性環(huán)氧樹脂  (WER) 、5% 偏高嶺土 、0. 3% 聚丙烯纖維 ；與未固化渣土相比 ，盾構(gòu)渣土的抗凍性能得到顯著提高 ， 固化土凍融前后強(qiáng)度和質(zhì)量損失分別低于 20% 、5% 。研究結(jié)果可為盾構(gòu)渣土在道路工程中資源化利用提供參考。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)渣土 ；纖維水泥基材料 ；正交試驗(yàn) ；路用性能 ；抗凍性 ；固化機(jī)理

中圖分類號：U414           文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A            文章編號： 1005- 8249   (2026)  01- 0012- 08

DOI:10. 19860/j.cnki.issn1005 - 8249.2026.01 .003

ZHENG Hanwen ,  CHI Hanlin ,  SHUAI Junjie

(School of Environment and Civil Engineering ,  Chengdu University of Technology ,  Chengdu 610051 ,  China)

Abstract :  To effectively utilize shield muck characterized by high moisture content and low strength ,  addressing issues such as insufficient strength  and  poor  frost  resistance   when  directly  used  for  subgrade   filling ,   and   realize  its  resource  utilization. Portland cement is  the  main  material ,   adding  fly  ash ,   water - soluble  epoxy  resin  ( WER) ,   metakaolin ,   and  polypropylene fiber  ( PP) .    A  "  five -  factor  four - level "   orthogonal  experiment  was  designed ,   with  the 28  -  day  curing  age  unconfined compressive strength ,  indirect tensile strength ,  California bearing ratio  (CBR) ,  and freeze - thaw cycle test results as evaluation indicators ,  to determine the optimal proportion of the  composite  curing agent and to prepare fiber - reinforced  cement - based materials for solidifying shield muck .   Following formulation  optimization via range  analysis ,  integrated SEM and XRD analyses were conducted to investigate microstructural characteristics and solidification mechanisms ,  thereby elucidating the enhancement mechanisms of macro - properties .   The  results  indicate that different proportions  of  the  composite  curing  agent have varying effects on the mechanical properties of shield muck .   The  optimal proportion of the composite curing agent is 9%  cement ,   12% fly ash ,  0. 25%  water - soluble  epoxy resin  (WER) ,  5%  metakaolin ,   and 0. 3%   PP  fiber.   Compared  to  the  uncured  muck the frost resistance of the shield muck is  significantly improved ,  with strength and mass loss before and after freeze - thaw cycles being less  than  20%   and  5% .   The  findings  provide  technical  references for  the resource utilization of  shield muck in road engineering applications .

Key words :  shield  muck;  fiber  cement - based  materials;   orthogonal  yest;  road  performance;   anti - freezing  performance; solidification mechanism

作者簡介：鄭涵文  (2001 —) ,  男 ，碩士研究生 ，研究方向： 隧道與地下工程。

收稿日期：2025 - 05 - 12