本文關(guān)鍵詞：發(fā)泡型高聚物混凝土的路用性能試驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 高聚物材料 抗壓強(qiáng)度 FVM 擴(kuò)散半徑 路基工程

【摘要】：高聚物注漿技術(shù)是在一定壓力作用下,將調(diào)配好的聚氨酯(PU)漿料灌注到地基脫空和松散區(qū)域,利用雙組份材料混合后體積迅速膨脹并固化的特點(diǎn),達(dá)到填充脫空、膠結(jié)松散的目的。PU漿料是一種新型土工路用材料,國(guó)內(nèi)雖已進(jìn)行了部分試驗(yàn),初步驗(yàn)證了其性能,但目前尚缺乏系統(tǒng)的研究和相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。為了進(jìn)一步促進(jìn)高聚物注漿材料和注漿技術(shù)的推廣以及施工工藝的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化,本文開(kāi)展了PU漿料路用性能試驗(yàn)研究和注漿施工工藝研究,主要成果如下：(1)通過(guò)吸水率試驗(yàn),得到了高聚物材料吸水率與密度之間的擬合關(guān)系,并通過(guò)SEM電鏡掃描解釋了吸水率隨密度的變化規(guī)律。其次,研究了漿液的乳白時(shí)間、上升時(shí)間、凝膠時(shí)間隨催化劑用量的變化規(guī)律,根據(jù)注漿工藝的要求,給出了適用于水泥路面板底灌漿的催化劑用量為0.4%。最后,研究了高聚物混凝土抗壓強(qiáng)度與漿液密度之間的關(guān)系,以抗壓強(qiáng)度為控制指標(biāo),給出了最優(yōu)密度為166.0kg/m3,對(duì)應(yīng)的發(fā)泡劑用量為1.5%,并通過(guò)水穩(wěn)定性試驗(yàn)驗(yàn)證了最優(yōu)密度的合理性。(2)基于Fluent軟件,考慮多相流特征,采用有限體積法(FVM)離散PU相-空氣相控制方程,用VOF模型追蹤兩相流界面,通過(guò)UDF和UDS自定義材料物性參數(shù)和標(biāo)量方程,實(shí)現(xiàn)了聚氨酯在多孔介質(zhì)中的擴(kuò)散仿真。采用SPSS軟件對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行回歸分析,得到了擴(kuò)散半徑R與注漿壓力p、孔隙率n、發(fā)泡劑用量m之間的關(guān)系：R=162.715·P~(0.338)·m~(0.261)·n~(0.305)；注漿量Q與注漿壓力p、孔隙率n、高度h之間的關(guān)系：Q=1171.453.p~(0.596)·n~(1.335)·h。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)的計(jì)算得到：影響擴(kuò)散半徑最顯著的因素是注漿壓力,被注介質(zhì)孔隙率次之,漿液發(fā)泡率影響相對(duì)較��；影響注漿量最顯著的因素是被注介質(zhì)孔隙率,其次是注漿壓力,漿液發(fā)泡率無(wú)影響。(3)開(kāi)展了現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)研究,通過(guò)彎沉測(cè)量、探地雷達(dá)檢測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖,對(duì)注漿效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),驗(yàn)證了聚氨酯處治基層病害的可行性�；诂F(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn),給出了標(biāo)準(zhǔn)化的施工工藝流程。對(duì)比分析高聚物材料與水泥漿液的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,表明高聚物材料具有較高的工程應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：高聚物材料 抗壓強(qiáng)度 FVM 擴(kuò)散半徑 路基工程
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U414
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 注漿材料研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 高聚物材料性能研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 注漿理論研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.4 注漿擴(kuò)散規(guī)律研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線16-18
• 第二章 水泥路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)與高聚物注漿技術(shù)18-23
• 2.1 水泥混凝土路面病害形成機(jī)理18-19
• 2.2 水泥混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施19-21
• 2.2.1 傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)措施分析19
• 2.2.2 高聚物注漿技術(shù)19
• 2.2.3 高聚物材料特性19-21
• 2.3 高聚物材料化學(xué)反應(yīng)機(jī)理21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 高聚物材料及混合料路用性能試驗(yàn)研究23-35
• 3.1 高聚物材料發(fā)泡率和吸水率試驗(yàn)研究23-27
• 3.1.1 試驗(yàn)方法23-24
• 3.1.2 試驗(yàn)結(jié)果24-27
• 3.2 高聚物材料催化劑用量試驗(yàn)研究27-28
• 3.3 高聚物混凝土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)研究28-31
• 3.3.1 試件制作和試驗(yàn)方法28-30
• 3.3.2 試驗(yàn)結(jié)果30-31
• 3.4 高聚物混凝土水穩(wěn)定性試驗(yàn)研究31-33
• 3.4.1 試驗(yàn)方法32
• 3.4.2 試驗(yàn)結(jié)果32-33
• 3.5 本章小結(jié)33-35
• 第四章 流場(chǎng)仿真模型的建立及自定義程序設(shè)計(jì)35-46
• 4.1 Fluent流體計(jì)算基本原理36-38
• 4.1.1 有限體積法36
• 4.1.2 流動(dòng)控制方程36-37
• 4.1.3 VOF多相流模型37-38
• 4.1.4 多孔介質(zhì)模型38
• 4.2 聚氨酯混合液物性參數(shù)模型的建立38-40
• 4.2.1 密度39
• 4.2.2 粘度39-40
• 4.2.3 導(dǎo)熱系數(shù)40
• 4.3 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型及標(biāo)量輸運(yùn)方程的定義40-42
• 4.3.1 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的建立40-41
• 4.3.2 自定義標(biāo)量輸運(yùn)方程41-42
• 4.4 注漿擴(kuò)散模型的建立與基本假設(shè)42-43
• 4.5 二次程序開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)43-45
• 4.5.1 材料物性參數(shù)程序的開(kāi)發(fā)43-44
• 4.5.2 自定義標(biāo)量程序的開(kāi)發(fā)44-45
• 4.6 本章小結(jié)45-46
• 第五章 聚氨酯注漿擴(kuò)散形態(tài)及擴(kuò)散規(guī)律研究46-60
• 5.1 幾何模型的建立與網(wǎng)格劃分46-47
• 5.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析47-49
• 5.2.1 靜壓注入階段47-48
• 5.2.2 發(fā)泡膨脹階段48-49
• 5.3 擴(kuò)散半徑的影響因素分析49-52
• 5.3.1 注漿壓力49-50
• 5.3.2 孔隙率50-51
• 5.3.3 發(fā)泡率51-52
• 5.4 注漿量的影響因素分析52-55
• 5.4.1 注漿壓力52-53
• 5.4.2 孔隙率53-54
• 5.4.3 發(fā)泡率54-55
• 5.5 影響因素對(duì)注漿效果的綜合分析55-59
• 5.5.1 數(shù)據(jù)處理的數(shù)學(xué)模型55-57
• 5.5.2 影響因素對(duì)注漿效果的分析57-58
• 5.5.3 模型驗(yàn)證58-59
• 5.6 本章小結(jié)59-60
• 第六章 聚氨酯現(xiàn)場(chǎng)注漿施工工藝研究60-73
• 6.1 探地雷達(dá)工作原理60-63
• 6.2 聚氨酯現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)研究63-69
• 6.2.1 試驗(yàn)過(guò)程63-65
• 6.2.2 試驗(yàn)效果分析65-69
• 6.3 聚氨酯注漿施工工藝研究69-70
• 6.4 注漿綜合效益分析70-72
• 6.5 本章小結(jié)72-73
• 第七章 結(jié)論與展望73-75
• 7.1 主要結(jié)論73-74
• 7.2 研究展望74
• 7.3 本文創(chuàng)新點(diǎn)74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-78

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