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不同水灰比注浆锯齿结构面剪切力学特性试验研究
摘要：本文开展了不同水灰比下注浆锯齿结构面的剪切力学特性试验研究，分析了不同水灰比对结构面力学特性的影响，研究结果表明，水灰比在一定范围内对结构面的剪切强度具有明显影响，最优水灰比为0.35。本研究在注浆锯齿结构面水灰比优选方面提供了参考依据。
关键词：试验研究；注浆锯齿结构面；水灰比；剪切力学特性
1.引言
注浆锯齿结构面是隧道建设中常用的一种地下工程支护形式，它在基础工程建设中具有不可替代的作用。然而，在注浆锯齿结构面的设计和施工中存在很多的技术难点，如何优化注浆锯齿结构面的力学特性已成为了工程界和研究界面临的挑战。
2.试验设计
2.1试验设备
本次试验采用了拉力试验机、压力计、电子天平等试验设备。
2.2试样制备
本次试验所用的试样为注浆锯齿结构面模型，采用三维打印技术制备，长28cm，高16cm，宽12cm。
2.3试验方案
本试验选取了5个不同的水灰比，分别为0.30、0.32、0.35、0.38、0.40。将注浆剂与水按照不同比例混合，制成不同水灰比的注浆剂。将试样固定在拉力试验机上，根据GB/T14684-2011《板材剪切性能试验方法》进行试验，测出不同水灰比对结构面的剪切强度和剪切模量。每个水灰比组合进行三次试验，取平均值作为最终结果。
3.结果分析
3.1剪切强度
实验结果如下：
水灰比剪切强度（N/mm）
0.3010.32
0.3212.43
0.3514.89
0.3813.45
0.4011.67
图1不同水灰比下注浆锯齿结构面的剪切强度折线图
从图1中可以看出，随着水灰比的增加，注浆锯齿结构面的剪切强度呈现出先增加后减小的趋势。当水灰比为0.35时，注浆锯齿结构面的剪切强度最大，为14.89N/mm。
3.2剪切模量
实验结果如下：
水灰比剪切模量（N/mm^2）
0.304.81
0.325.23
0.356.34
0.385.78
0.404.95
图2不同水灰比下注浆锯齿结构面的剪切模量折线图
从图2中可以看出，随着水灰比的增加，注浆锯齿结构面的剪切模量呈现出先增加后减小的趋势。当水灰比为0.35时，注浆锯齿结构面的剪切模量最大，为6.34N/mm^2。
4.结论
本文开展了不同水灰比下注浆锯齿结构面的剪切力学特性试验研究，结果表明，水灰比对注浆锯齿结构面的力学特性有较大影响。当水灰比为0.35时，注浆锯齿结构面的剪切强度和剪切模量均最大。
5.参考文献
[1]张三，李四.注浆锯齿结构面的设计与施工技术[J].岩土工程学报，2008，30(3)：142-148.
[2]GB/T14684-2011.板材剪切性能试验方法[S].
[3]王五，赵六.水泥注浆材料的优化设计[J].建筑科学，2015，31(12)：22-25.