近日，我校軌道交通保護(hù)與新材料團(tuán)隊(duì)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域取得新進(jìn)展，多項(xiàng)研究成果在國際高水平期刊上發(fā)表。
在材料科學(xué)領(lǐng)域高水平期刊《Journal of Materials Research and Technology》上發(fā)表的“Dynamic compression and failure behavior of limestone under surface-constrained energy transmission”，鄒寶平教授為第一作者，碩士生黃楷為第二作者，馬京緣博士和中國科學(xué)院院士、中國礦業(yè)大學(xué)（北京）何滿潮教授為共同通訊作者。浙江科技大學(xué)為第一單位。巖石在高應(yīng)變率載荷下表現(xiàn)出的復(fù)雜動(dòng)力響應(yīng)對(duì)于確保隧道工程的安全和效率至關(guān)重要，局部能量集中和巖石快速破碎易造成巖爆等重大風(fēng)險(xiǎn)。文章聚焦約束能量沖擊下石灰?guī)r的動(dòng)態(tài)破壞特征和能量傳遞規(guī)律，設(shè)計(jì)了結(jié)合SHPB系統(tǒng)的能量約束組件，模擬巖石破碎過程中的應(yīng)力局部化效應(yīng)，分析了約束沖擊能量下巖石動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù)、分形維數(shù)與能量吸收的關(guān)系。研究結(jié)果表明約束能量沖擊顯著改變了巖石破壞機(jī)制，揭示了約束能量傳遞與常規(guī)能量傳遞下巖石動(dòng)力響應(yīng)的根本差異，為優(yōu)化巖石爆破、降低巖石爆破風(fēng)險(xiǎn)、提高巖石破碎能量效率提供了見解。
在《Acta Geotechnica》上發(fā)表的“Liquefaction behavior of fiber-reinforced calcareous sand under cyclic simple shear tests”（點(diǎn)擊閱讀），孔勃文博士為論文第一作者，碩士生何歡為第二作者，鄒寶平教授為論文通訊作者，浙江科技大學(xué)為第一單位。該研究采用單向不排水循環(huán)單剪試驗(yàn)?zāi)M地震荷載下鈣質(zhì)砂的水平剪切應(yīng)力狀態(tài)，該方法相比傳統(tǒng)三軸試驗(yàn)更精確地反映地震時(shí)土層內(nèi)部的剪切行為。研究系統(tǒng)分析了纖維摻量、纖維長度和循環(huán)應(yīng)力比三個(gè)變量對(duì)纖維增強(qiáng)鈣質(zhì)砂的液化阻力、剛度退化及孔隙水壓力發(fā)展的影響。基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)，研究首次建立了一個(gè)孔隙水壓力預(yù)測模型，綜合考慮纖維摻量和循環(huán)應(yīng)力比的影響，該模型能有效預(yù)測不同工程工況下纖維增強(qiáng)鈣質(zhì)砂的孔壓演變規(guī)律。論文成果不僅深化了對(duì)纖維增強(qiáng)鈣質(zhì)砂動(dòng)力行為的科學(xué)認(rèn)識(shí)，成果可直接應(yīng)用于我國海島礁石填筑工程的抗震設(shè)計(jì)與災(zāi)害防控，具有重大的工程應(yīng)用價(jià)值。
在斷裂力學(xué)頂級(jí)期刊《Engineering Fracture Mechanics》上發(fā)表的“Fractal analysis of limestone damage under successive impact by shield disc cutters”（點(diǎn)擊閱讀），鄒寶平教授為該論文第一作者，碩士生尹佳浩為第二作者，西北工業(yè)大學(xué)龍旭教授為通訊作者。浙江科技大學(xué)為第一單位。針對(duì)盾構(gòu)穿越上軟下硬巖溶地層時(shí)，復(fù)雜石灰?guī)r裂隙及非均質(zhì)性影響掘進(jìn)效率，且盾構(gòu)碎屑蘊(yùn)含地層與設(shè)備狀態(tài)信息的問題，本研究設(shè)計(jì)了縮尺盤形刀具模型，在巖石動(dòng)態(tài)沖擊裝置中模擬實(shí)際破巖過程。基于分形力學(xué)和斷裂力學(xué)理論，建立了刀具連續(xù)沖擊下石灰?guī)r裂縫擴(kuò)展與破壞的分形擬合函數(shù)，分析了碎屑分形維數(shù)、微觀結(jié)構(gòu)與能量吸收的關(guān)系。該研究克服了現(xiàn)有碎屑評(píng)估方法效率低、難滿足工程需求的不足，為提升盾構(gòu)隧道施工效率提供了重要見解。
在《Case Studies in Construction Materials》上發(fā)表“Reinforcement effect of epoxy resin-polypropylene fiber cement grouting in repairing subway segments under SHPB impact loading”（點(diǎn)擊閱讀），操小兵博士為第一作者，鄒寶平教授為通訊作者，浙江科技大學(xué)為第一單位。該論文分析了環(huán)氧樹脂-聚丙烯纖維水泥復(fù)合注漿材料（ERPC）在隧道管片沖擊修復(fù)中的性能。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)注漿修復(fù)材料相比，ERPC材料的延展性、致密性及裂縫填充能力顯著提升，其在抗沖擊載荷下的裂縫抗性與能量吸收能力明顯增強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)氧樹脂與纖維的相互作用可促進(jìn)裂縫橋接和能量消散。該成果為地鐵隧道管片修復(fù)提供了理論支撐，ERPC材料有效解決了傳統(tǒng)修復(fù)材料在抗沖擊性和裂縫填充能力方面的不足。
