自流平回填材料的研制及其在检查井中的应用

摘要

调查研究发现，检查井及井周路面受到行车荷载的影响，在井盖周边10cm至30cm的位置上往往最先破坏，容易发生诸如环状开裂、坑槽、沉陷、破裂破坏、井盖与路面高差过大等质量病害。这些病害的产生在很大程度上是由于检查井井周回填材料密实度难以达到要求而造成的。为改善传统回填材料所存在回填不密实的问题，本文将研究一种具有自填充、自流平及自密实等功能的自流平回填材料。
　　本文首先通过对自流平回填材料各组分进行系统的配合比试验，探索炉粉比和水泥掺量对自流平回填材料的离析、泌水、沉陷、强度、收缩变形等性能的影响规律，初步确定自流平回填材料的配比范围为:水泥掺量在0.7％至1.0％，炉粉比在2左右。
　　然后通过正交试验方法对其配比进行优化，研究炉粉比、水泥掺量、改性剂A211掺量这三个因素对自流平回填材料的离析、泌水、沉陷、初凝时间、强度、收缩变形等性能的影响规律，确定各组分的最佳配合比为:炉粉比为1，水泥掺量为0.09，改性剂A211掺量为15％。
　　通过有限元软件MARC对检查井和井周路面沉降进行有限元模拟，分析了不同回填材料对检查井与路面沉降差的影响，模拟结果表明自流平回填材料能有效改善检查井井周路面沉降。
　　本文研究的自流平回填材料不仅能满足作为检查井回填材料的要求，同时可以改善检查井井周路面由于回填材料不合格所产生的病害，对保护城市环境具有重要的意义。

目录

声明

摘要

致谢

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 检查井的定义和功能

1．1．2 检查井及井周路面的病害及原因

1．1．3 检查井及井周路面病害的危害

1．1．4 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 目前研究中存在的不足

1．4 本文的研究内容

1．5 研究方案

第二章 原材料与试验方法

2．1 试验材料

2．1．1 水泥

2．1．2 粉煤灰

2．1．3 炉底灰

2．1．4 改性剂A211

2．1．5 水

2．2 试件制备和成型

2．3 试验方法

2．3．1 流动度试验

2．3．2 离析和泌水性

2．3．3 沉陷性能

2．3．4 初凝时间

2．3．5 强度试验

2．3．6 收缩变形试验

2．3．7 弹性模量试验

2．4 试验所以主要仪器设备

第三章 自流平回填材料配合比的初步确定

3．1 试验方案

3．2 试验结果和分析

3．2．1 泌水率和沉陷率性能

3．2．2 强度性能

3．2．3 收缩性能

3．3 最佳配合比范围选择

3．3．1 水泥掺量的选择

3．3．2 炉粉比的选择

3．4 本章小结

第四章 自流平回填材料配比优化

4．1 正交试验方案

4．2 实验结果与分析

4．2．1 各因素对和易性的影响

4．2．2 各因素对凝结时间的影响

4．2．3 各因素对强度的影响

4．2．4 各因素对收缩变形的影响

4．3 最佳配合比确定

4．4 本章小结

第五章 交通荷载作用下检查井井周路面沉降的数值模拟

5．1 有限元模拟的提出

5．2 MARC简介

5．2．1 MARC软件的特点

5．2．2 MARC程序结构的特点

5．3 检查井沉降三维平面MARC分析

5．3．1 基本假定

5．3．2 计算简图

5．4 检查井有限元模型的计算参数

5．4．1 自流平回填材料计算参数的测定

5．4．2 检查井有限元模型的计算参数

5．5 本构关系选取

5．6 模型的建立

5．7 模拟结果及分析

5．7．1 检查井井周路面模拟结果

5．7．2 沉降结果分析

5．8 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 本课题创新之处

6．3 展望

参考文献