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鄭涵文 ,遲瀚林 ,帥俊杰
(成都理工大學 環境與土木工程學院 ,成都 610051)
摘 要 :為了充分利用具有高含水率 、低強度等特點的盾構渣土 ,解決其直接用于路基填筑時強度不足、抗凍性差等問題 ,實現其資源化利用。以硅酸鹽水泥為主材料 ,添加粉煤灰 、水溶性環氧樹脂 (WER) 、偏高嶺土以及聚丙烯纖維 (PP) , 設計 “五因素四水平 ”正交試驗 , 以 28 d 養護齡期固化土無側限抗壓強度 、間接抗拉強度 、加州承載比 (CBR) 以及凍融循環試驗結果為評判指標 ,確定復合固化劑的最佳配比 ,制備盾構渣土固化用纖維水泥基材料。通過極差分析優化配比后 ,結合電鏡掃描和 X 射線衍射試驗探究其微觀結構和固化機理 ,揭示宏觀性能提升機制。結果表明:不同配比復合固化劑對盾構渣土力學性能影響程度不同 ,復合固化劑的最佳配比為 9% 水泥 、12% 粉煤灰 、0. 25% 水溶性環氧樹脂 (WER) 、5% 偏高嶺土 、0. 3% 聚丙烯纖維 ;與未固化渣土相比 ,盾構渣土的抗凍性能得到顯著提高 , 固化土凍融前后強度和質量損失分別低于 20% 、5% 。研究結果可為盾構渣土在道路工程中資源化利用提供參考。
關鍵詞:盾構渣土 ;纖維水泥基材料 ;正交試驗 ;路用性能 ;抗凍性 ;固化機理
中圖分類號:U414 文獻標志碼: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
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