根據(jù)中國(guó)民航發(fā)展規(guī)劃,我國(guó)機(jī)場(chǎng)建設(shè)將快速發(fā)展。例如,到十三五末我國(guó)運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)數(shù)量將達(dá)到260個(gè),比2016年增加62,平均每年增加13個(gè)機(jī)場(chǎng)。但由于現(xiàn)在城市用地短缺,機(jī)場(chǎng)大多興建在地質(zhì)條件較差的地區(qū),例如濱�；蛱詈＼浲�、山區(qū)或丘陵的高填方地區(qū)等,在這樣的地質(zhì)條件下,場(chǎng)道地基的沉降控制成為工程成敗的關(guān)鍵。許多機(jī)場(chǎng)往往在竣工投入使用后道面產(chǎn)生沉降超標(biāo),甚至由此導(dǎo)致道面大面積破損,給機(jī)場(chǎng)的安全高效運(yùn)行帶來(lái)巨大隱患,若對(duì)道面停航修復(fù)或重建則造成極大的經(jīng)濟(jì)損失及社會(huì)影響。因此,如何對(duì)沉降道面進(jìn)行不停航修復(fù),恢復(fù)其平整性并提高其承載力,是民航機(jī)場(chǎng)領(lǐng)域迫切需要解決的重要問(wèn)題�；谝陨媳尘�,本文主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:1、選用在建筑領(lǐng)域最新引進(jìn)的國(guó)外新型地質(zhì)聚合樹(shù)脂作為擬采用的機(jī)場(chǎng)沉陷道面處理材料,對(duì)其物理力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。首先,制作了材料膨脹性能、試件成型模具。在聚合樹(shù)脂加注成型過(guò)程中,測(cè)試不同密度條件下的膨脹力。最后對(duì)不同密度的聚合樹(shù)脂試件在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了力學(xué)性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,與傳統(tǒng)聚合樹(shù)脂相比,該新型地質(zhì)聚合樹(shù)脂在同樣密度條件下膨脹力最大偏高1.5%;彈性模量偏高13.8%,抗壓強(qiáng)度偏高25%。上述參數(shù)為后續(xù)的研究分析提供基本參數(shù)。2、采用聚合樹(shù)脂處理沉陷道面時(shí),道面承載能力改善的程度主要受注漿加固體剛度大小、均勻性等參數(shù)影響。對(duì)于同一種地質(zhì)聚合樹(shù)脂材料,其抗壓模量及強(qiáng)度指標(biāo)與凝固體的密度直接相關(guān)。而在同樣環(huán)境溫度、材料加注速度等條件下,凝固體的密度取決于材料膨脹時(shí)受到的約束作用。因此,通過(guò)理論分析獲取在道面在不同變形狀況、不同部位等工況下采用高聚物處理時(shí)能夠獲取的凝固體的密度,是沉陷道面聚合樹(shù)脂處理技術(shù)的關(guān)鍵之一。采用有限元方法分析了板邊、板中、板角三種注漿部位及不同道面結(jié)構(gòu)參數(shù)條件下的樹(shù)脂膨脹的約束力變化規(guī)律,建立了約束力求解方程。結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行測(cè)算,結(jié)果表明:采用板角部位注漿的抬升量為4 mm時(shí),高聚物的密度為0.3728 g/cm~3,高聚物的彈性模量為166 MPa;采用板中部位注漿的抬升量為1.7 mm時(shí),高聚物的密度為0.25 g/cm~3,高聚物的彈性模量為106 MPa;采用板邊部位注漿的抬升量為3.2 mm時(shí),高聚物的密度為0.315 g/cm~3,高聚物的彈性模量為138MPa。3、利用前述兩方面的研究成果,采用有限元方法研究了道面承載能力改善的程度。采用有限元方法分析了機(jī)場(chǎng)沉陷道面附加應(yīng)力主要受沉降量和沉降范圍的影響。在一定沉降范圍下,針對(duì)不同沉降量加注高聚物加固調(diào)平,針對(duì)不同工況及輕、中、重型飛機(jī)荷載作用,進(jìn)行大量計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明:以50 m為度量距離,當(dāng)機(jī)場(chǎng)沉陷道面沉降量達(dá)到5 cm時(shí),機(jī)場(chǎng)沉陷道面不能滿足重型飛機(jī)的正常起降,隨著差異沉降量的增加機(jī)場(chǎng)沉陷道面不能滿足中型飛機(jī)的正常起降,當(dāng)差異沉降量達(dá)到10 cm時(shí),輕型及以上飛機(jī)都不可以正常起降。經(jīng)過(guò)高聚物注漿加固調(diào)平使機(jī)場(chǎng)沉陷道面結(jié)構(gòu)承載力顯著提升達(dá)到各型飛機(jī)的正常起降需求,且差異沉降量在5 cm以內(nèi)進(jìn)行注漿治理可以使機(jī)場(chǎng)道面承載力恢復(fù)到設(shè)計(jì)值的74%~84%左右。
【學(xué)位單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V351.11
【部分圖文】：

性能進(jìn)行了試驗(yàn)，包括新型地質(zhì)聚合樹(shù)脂的抗壓強(qiáng)度、彈性模量、最大膨脹力隨體密度的變化規(guī)律，為后續(xù)的研究分析提供基本參數(shù)。2、采用有限元方法模擬分析各影響因素對(duì)地質(zhì)聚合樹(shù)脂約束力的影響，并建立、板中、板角三種注漿部位在各工況下的約束力求解方程。通過(guò)算例計(jì)算得到機(jī)陷道面某一抬升量下的約束力，結(jié)合第二章密度與膨脹力、抗壓強(qiáng)度、彈性模量系分析確定不同工況下板底加注高聚物材料實(shí)現(xiàn)道面抬升調(diào)平時(shí)能夠獲取的凝固密度及彈性模量。3、利用前述兩方面的研究成果，采用有限元方法研究了采用選定的高聚物材料沉陷道面不停航處理、加固時(shí)道面承載能力改善的程度。采用有限元方法分析了沉陷道面附加應(yīng)力主要受沉降量和沉降范圍的影響。在一定沉降范圍下，針對(duì)不異沉降量加注高聚物加固調(diào)平，分析在不同工況及輕、中、重型飛機(jī)荷載作用下聚物注漿對(duì)機(jī)場(chǎng)沉陷道面承載力性能的影響。

圖 2-3 路橋連接示意圖2.2.3 試驗(yàn)過(guò)程為提高試驗(yàn)裝置的密封性，在組裝時(shí)確保方鋼和鋼板之間的聯(lián)接用螺栓擰緊。組裝試驗(yàn)裝置前用毛刷將黃油均勻的涂抹在試驗(yàn)裝置的內(nèi)壁上，以保證膨脹力測(cè)試試驗(yàn)完成后可以輕松的將試樣從模具中取出，為后續(xù)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)做準(zhǔn)備。首先靜態(tài)應(yīng)變儀通電預(yù)熱，進(jìn)行初始調(diào)零，設(shè)定修正系數(shù)，修正系數(shù)K根據(jù)應(yīng)變計(jì)靈敏度系數(shù)Ki設(shè)置，修正系數(shù)K為2/Ki。采用半橋連接方式接好測(cè)點(diǎn)后，利用儀器上和接線箱的調(diào)零電位器對(duì)測(cè)點(diǎn)逐點(diǎn)進(jìn)行初始調(diào)零，如果調(diào)不到0，則應(yīng)記錄下初始平衡值[27]。試驗(yàn)開(kāi)始，要打開(kāi)排氣孔，通過(guò)噴嘴將新型地質(zhì)聚合樹(shù)脂漿液注入到試驗(yàn)裝置中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)漿液從排氣管冒出時(shí)，停止注漿并快速用螺栓封閉排氣孔和注漿孔，然后進(jìn)行膨脹力數(shù)據(jù)采集。試驗(yàn)過(guò)程中采用逐點(diǎn)測(cè)量逐點(diǎn)記錄方式，即使用數(shù)字按鈕測(cè)點(diǎn)切換開(kāi)關(guān)，每5 s測(cè)量并記下測(cè)量值。60 s后完成測(cè)試，關(guān)閉電源，并對(duì)模具內(nèi)固化體尺寸精確測(cè)量，秤取其質(zhì)量，然后計(jì)算高聚物固化體密度。將試驗(yàn)獲得的各測(cè)量值進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，代入公式 (2.1) 計(jì)算試驗(yàn)?zāi)＞邇?nèi)新型地質(zhì)聚合樹(shù)脂漿液膨脹作用力。4 EPS (2.1)式中：P 膨脹作用力； 應(yīng)變；E 彈性模量；S 鋼筋橫截面積。膨脹力測(cè)試試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行試樣脫模，并用簽字筆對(duì)試樣進(jìn)行編號(hào)，如圖 2-6 所

圖 2-6 脫模后高聚物試樣分析得了12組最大膨脹力和新型地質(zhì)聚合樹(shù)脂材料密度不同密度的高聚物在60秒內(nèi)新型地質(zhì)聚合樹(shù)脂材料化規(guī)律，得到新型地質(zhì)聚合樹(shù)脂材料反應(yīng)的膨脹力0 10 20 30 40 50 .0.5.0.5.0.50.084g/cm30.097g/cm30.117g/cm30.130g/cm30.193g/cm30.234g/cm30.311g/cm30.397g/cm30.42g/cm30.519g/cm30.561g/cm30.589g/cm3
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2869327