鄒旭
（安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088）
硅溶膠漿材是一種優(yōu)質(zhì)的水利工程注漿材料，能夠滲透并封堵水泥基注漿材料無(wú)法到達(dá)的空隙[1]。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)硅溶膠漿材進(jìn)行了大量的分析和研究，王鵬程等[2]研究了納米硅溶膠漿液在裂隙巖體注漿中的基本應(yīng)用，Bolisetti[3]研究了硅溶膠在多孔介質(zhì)中的運(yùn)移規(guī)律。
硅溶膠漿材黏度低，具有較好的封堵涌水效果。然而，硅溶膠漿材也存在一些問(wèn)題，如對(duì)其安全性和加固效果研究得仍不夠清楚，需進(jìn)一步實(shí)踐探究。本文以室內(nèi)試驗(yàn)為依托，探究了硅溶膠漿材的安全性和加固效果，為硅溶膠漿材在水利工程的實(shí)際應(yīng)用提供了依據(jù)。
1.1 試驗(yàn)裝置
圖1 所示為試驗(yàn)裝置，主要包括玻璃水箱、塑料水管、水泵、浮床、動(dòng)植物、閥門(mén)等。
圖1 試驗(yàn)設(shè)備模型圖
1）玻璃水箱。大玻璃水箱尺寸為為3.0m×1.0m×2.0m（長(zhǎng)×寬×高），內(nèi)部盛有黃菖蒲、鯽魚(yú)、浮床和水。小玻璃水箱尺寸為0.5m×0.5m×0.5m（長(zhǎng)×寬×高），內(nèi)部盛有水泵和水。
2）塑料水管。如圖1 所示，塑料水管共有兩段，一段與大玻璃水箱底部連接，另一段與水泵連接。
3）水泵。水泵功率90W，流量5500L/h，揚(yáng)程3.8m。
4）浮床。浮床放置在水面固定黃菖蒲，使其漂浮于水面，防止沉入水中。
5）動(dòng)植物。選用常用景觀植物黃菖蒲，常見(jiàn)的淡水鯽魚(yú)類(lèi)，成年鯽魚(yú)共12 條，大小不一。
1.2 試驗(yàn)方案
1）將水管連接到水泵上，關(guān)閉閥門(mén)，按圖1 所示放置好各設(shè)備。
2）向大水箱不斷加水，直到水面與塑料水管頂部齊平，向大水箱中放入黃菖蒲、鯽魚(yú)、浮床及少量魚(yú)飼料。
3）繼續(xù)加水，此時(shí)水會(huì)流到小水箱中，等到小水箱中的水面超過(guò)水泵頂部，停止加水。
4）打開(kāi)閥門(mén)及水泵開(kāi)關(guān)，通過(guò)水泵可將水重新抽回大水箱中，形成一個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)。
5）當(dāng)水循環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定后，向大水箱中加入硅溶膠凝膠體，觀察黃菖蒲和鯽魚(yú)的生存狀況。
1.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析
對(duì)黃菖蒲和鯽魚(yú)的生存狀況進(jìn)行觀察記錄，試驗(yàn)結(jié)果記錄見(jiàn)表1。
表1 養(yǎng)殖記錄表
試驗(yàn)記錄：
1）第1 天：向水中加入硅溶膠凝膠體，水質(zhì)透明，黃菖蒲生存狀況良好，用手輕敲玻璃箱，鯽魚(yú)反應(yīng)迅速，沒(méi)有出現(xiàn)死亡的情況。
2）第10 天：再次加入硅溶膠凝膠體，水質(zhì)透明，黃菖蒲生存狀況良好，用手輕敲玻璃箱，鯽魚(yú)反應(yīng)迅速，沒(méi)有出現(xiàn)死亡的情況。
3）第20 天：水質(zhì)透明，黃菖蒲和鯽魚(yú)生存狀況良好。
4）第30 天：水質(zhì)透明，黃菖蒲和鯽魚(yú)生存狀況良好，且凝膠體形態(tài)變化不大，表明其水穩(wěn)性好。
可以看出，經(jīng)過(guò)30 天動(dòng)植物養(yǎng)殖試驗(yàn)，硅溶膠灌漿材料凝膠體水穩(wěn)性好，抗析出能力強(qiáng)，是一種綠色的灌漿材料，對(duì)動(dòng)植物沒(méi)有毒害作用，安全環(huán)保。
2.1 試驗(yàn)步驟
1）以紅砂巖作為巖石原料，將其切割成尺寸略大于10cm×10cm×10cm的立方體，打磨至六面平滑，并對(duì)試件尺寸進(jìn)行測(cè)量，使其符合試驗(yàn)精度要求。
2）將切割機(jī)置于剪切面形成45 度夾角進(jìn)行切割，切割長(zhǎng)度為40mm。
3）將具有切割裂隙的試件浸沒(méi)在硅溶膠溶液中，使得硅溶膠充填巖石裂隙，另留一部分作為對(duì)照組不做任何處理。上述操作完成后靜置養(yǎng)護(hù)1～2 天，以使硅溶膠達(dá)到充分固結(jié)的狀態(tài)。
4）先選擇與試件尺寸相符的剪切環(huán)，放入尺寸為10cm×10cm×10cm的剪切盒中，放入后調(diào)整試件的位置和高度，使試件中心處于剪切縫的位置。
5）采用快剪法，并逐步分級(jí)施加剪切荷載，同時(shí)記錄下每級(jí)載荷下的剪切位移直至試件破壞，并對(duì)破壞時(shí)所對(duì)應(yīng)的剪切壓力表最大值進(jìn)行記錄。
2.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
將試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整理分析，分別計(jì)算平均值，發(fā)現(xiàn)未灌漿試件從剪切開(kāi)始到結(jié)束共計(jì)耗時(shí)25s，試件抗剪強(qiáng)度為8.30MPa。灌漿試件從剪切開(kāi)始到結(jié)束共計(jì)耗時(shí)42s，試件抗剪強(qiáng)度為9.65MPa。
可以看出，灌入硅溶膠漿材后的試件抗剪強(qiáng)度由8.30MPa 提高至9.65MPa，提高了16.3%，存在較為明顯的提升，表明硅溶膠漿材具有良好的加固效果。
本文通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)硅溶膠漿材的安全性和加固效果進(jìn)行了研究，得到結(jié)論如下：
1）硅溶膠灌漿材料凝膠體水穩(wěn)性好，是一種綠色的灌漿材料，對(duì)動(dòng)植物沒(méi)有毒害作用，安全環(huán)保。
2）硅溶膠漿材具有良好的加固效果，裂縫內(nèi)注入硅溶膠的試件，其抗剪強(qiáng)度由8.30MPa 提高至9.65MPa，有較為明顯的提升
猜你喜歡 硅溶膠菖蒲鯽魚(yú) 硅溶膠-APP復(fù)合阻燃劑對(duì)輻射松木材阻燃的研究安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(2022年2期)2022-11-09龍池鯽魚(yú) 再躍龍門(mén)華人時(shí)刊(2022年21期)2022-02-15硅溶膠/植物纖維吸聲材料的制備及其性能研究中國(guó)造紙(2020年8期)2020-09-18端午節(jié)令，明辨菖蒲基層中醫(yī)藥(2020年6期)2020-09-11用菖蒲水洗頭（環(huán)球360）環(huán)球時(shí)報(bào)(2020-06-30)2020-06-30室雅菖蒲清旅游(2018年6期)2018-06-08養(yǎng)菖蒲中華手工(2016年9期)2016-11-10兩條鯽魚(yú)數(shù)位時(shí)尚(幼兒教育)(2016年9期)2016-04-10鯽魚(yú)最鮮美的10種做法海峽姐妹(2016年7期)2016-02-27硅溶膠比重與二氧化硅含量的關(guān)系探索當(dāng)代化工研究(2016年1期)2016-02-17