膨胀式自应力灌浆卡箍承载性能的试验研究

杨彬

中国海洋大学

摘要：

在海洋平台的维修加固技术中灌浆卡箍是一种常用的选择，尤其当损伤部位发生在水下时，自应力灌浆卡箍是最常用的修复方法。该类型卡箍以其滑动承载力高、允许制造公差大的优点已在国外得到广泛应用。但该修复加固技术存在水下施工复杂、费用高等缺点。本文针对自应力灌浆卡箍存在的问题，提出了利用膨胀水泥产生自应力的膨胀式自应力灌浆卡箍并做了以下研究工作：
第一，提出了膨胀式自应力灌浆卡箍的应用。本文针对传统自应力灌浆卡箍中存在的水下施工复杂、费用高等缺点提出了膨胀式自应力灌浆卡箍的应用。该类型卡箍是在传统的自应力灌浆卡箍的水泥浆内掺入适量的高效膨胀剂，利用水泥浆凝固过程中的膨胀变形在灌浆/钢的相互接触面上产生径向压力，以使卡箍获得自应力。由于提高了施工效率，降低了施工费用，这种卡箍具有较高的工程实用价值。
第二，提出了膨胀式自应力灌浆卡箍局部膨胀压力的测定方法。本文在综合考虑影响膨胀式自应力灌浆卡箍局部膨胀压力测量的各种因素后提出了一种直接测量受损内管外表面应变并计算灌浆局部膨胀压力的试验方法，从而为研究自应力灌浆卡箍内部灌浆的自应力分布提供了试验基础。
第三，提出了适用于FEA膨胀剂的膨胀压力与滑动应力间关系的经验公式。该公式是根据试验数据并基于现有的2个经验公式提出的，能够与试验曲线很好地吻合，公式中的均布压力增强系数用于补偿膨胀压力而导致的滑动应力提高。
第四，研究了膨胀式自应力灌浆卡箍承载性能的影响因素。本文对影响膨胀式自应力灌浆卡箍承载性能的膨胀剂类型、膨胀剂的掺量、减水剂类型等因素进行了试验研究，提出了适宜膨胀式自应力灌浆卡箍应用的膨胀剂类型及掺量。并初步分析了减水剂影响卡箍承载性能的机理。
本文通过对膨胀式自应力灌浆卡箍的试验研究表明该类型卡箍能够在灌浆完成后迅速产生较大的膨胀压力，且卡箍的最大滑动应力能达到2.5MPa，能够满足多数水下构件的加固需求，适宜在海洋工程的修复加固工程中应用。

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：港口、海岸及近海工程

导师姓名：石湘;李华军

学位年度：2010

语种：中文

分类号：U656.6

在线出版日期：2011-06-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）