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建筑工程质量直接关系到建筑使用安全、使用周期及社会公共利益,而材料试验检测是把控工程质量的源头与关键环节.加强质量管理需健全责任体系、强化全过程闭环管控、提升人员素养并优化监督机制.强化材料检测应严格进场验收与见证取样,加强施工过程检测,构建数字化全链条溯源系统,并落实检测机构资质与责任管控,从而有效提升工程质量水平.

为了有效地对水利工程中的大坝大体积混凝土施工期的温度裂缝进行控制,保障工程的长期安全,提出了一种材料试验优化配合比方法和施工控制技术设计,旨在提高水利工程中的大坝施工控制水平.具体方法通过实验室室内试验,根据不同配合比设计,制备了4组混凝土试样,并对其进行绝热温升与抗压强度及基本界面结合性能测试.测试结果表明:粉煤灰与矿渣粉双掺的B2组配合比在温控与强度发展上取得最佳平衡,其最高绝热温升显著降低,且后期60 d强度达52.9 MPa.基于测试结果,设计了水利工程中大坝施工前控制技术和施工过程动态控制技术,通过对施工前材料优化和施工过程动态调控,实现对水利工程大坝施工温度的精准、主动控制,最大程度抑制了大坝的温度裂缝,对提升大坝建设的质量控制水平具有一定的参考意义.

为改善旧路改建工程中沥青混合料层间界面粘接失效病害频发、性能不足的问题,本研究以废塑料改性沥青为对象,选用 HDPE、PVC、PP3种回收塑料作为改性剂,开展材料试验、配合比设计及工程应用研究.通过物理性能、流变特性及微观结构试验,分析改性剂种类与掺量对沥青性能的影响规律.试验结果表明:掺量 5%的 PP 改性沥青综合性能最优,改性剂在沥青内部形成均匀网状结构,高温稳定性与流变性能显著提升.本研究提出了双层沥青混合料配合比设计,确定 AC-13、AC-20 最佳沥青用量分别为 5.0%、4.8%.工程监测数据表明,改性混合料高温动稳定度、水稳定性均优于普通沥青混合料,路面破损率大幅降低,原材料成本较 SBS 改性沥青降低 15%.本研究证实废塑料改性沥青混合料兼具力学性能、经济效益与环保价值,可为沥青混合料粘接性能优化提供参考;适用于城市道路改建工况.

针对已有试验观察到的一种新奇尺寸效应现象,即随着冻融循环次数的增加,准脆性材料名义强度尺寸效应先从下降型转变为先升后降型,最终转变为上升型,建立具有物理机制的预测模型以描述该现象,可为寒区工程结构安全服役评估提供理论依据.基于冻融作用下准脆性材料试样损伤从中心向表面层逐渐增大的结构特征,将试样冻融损伤简化为由表面损伤层包裹内部未损伤区.随后,采用增长幂函数和指数衰减模型分别描述表面损伤层厚度和强度与冻融循环次数的关系,进而建立准脆性材料冻融损伤结构强度模型并对其进行了验证.在此基础上,结合冻融损伤结构强度模型和能量平衡尺寸效应模型,建立考虑冻融循环的准脆性材料能量平衡尺寸效应模型(Energy Balance Size Effect Model Considering the Freeze-Thaw Cycles for Quasi-brittle Materials,EBM-FTC),并对其进行参数分析.最后,采用冻融循环作用下不同准脆性材料尺寸效应试验结果验证 EBM-FTC模型.此外,通过分析不同准脆性材料试验结果拟合确定 EBM-FTC参数值,简化EBM-FTC模型.结果表明:冻融损伤结构强度模型能准确描述准脆性材料试样整体强度与冻融循环次数之间的非线性特征.EBM-FTC不仅能准确描述上述新奇尺寸效应现象,还能描述随冻融循环次数增加,准脆性材料下降尺寸效应逐渐减弱的规律,这证明其能够反映试样尺寸与冻融循环对不同准脆性材料强度耦合影响的内在机制.EBM-FTC预测结果的最小决定系数R2 为0.845 2,表明其具有较高的准确性.简化后 EBM-FTC的最小决定系数 R2 为 0.841 0,表明其仍然具有较高的准确性,简化合理.参数分析 EBM-FTC表明,冻融循环导致的表面损伤层厚度增加和强度降低是产生上升尺寸效应的原因;下降尺寸效应产生的原因是表面损伤层体积比相对于内部未损伤区可以忽略;先升后降尺寸效应则是由表面损伤层和内部未损伤区共同控制.EBM-FTC实现了冻融循环次数和尺寸对准脆性材料强度耦合影响的定量刻画,可直接用于寒区准脆性材料构件在已知服役冻融次数下的最小安全尺寸设计,或根据设计尺寸反推冻融耐久阈值.

为解决山区高速公路桥头路基在复杂地质条件下易产生不均匀沉降的问题,文章结合工程实例,采用注浆法对软弱地基进行补强处理.通过材料试验、注浆参数设计、施工控制及加固效果监测,系统评估注浆对地基承载力、固结性能与沉降发展的影响.结果表明,注浆可显著提升填土与风化岩界面的力学性能,使锥阻力与变形模量形成稳定增长;沉降速率与沉降差均得到有效控制,桥头过渡段平顺性明显改善,为山区高速公路类似病害的治理提供可行经验.

在复杂地形条件下建设抽水蓄能电站,面临筑坝成库的挑战,大坝采用混合坝坝型,可在满足筑坝成库的同时,节约投资并保护环境.结合宜兴抽水蓄能电站,阐述了混凝土面板堆石混合坝这种特殊坝型的设计理念,介绍了筑坝材料试验和主坝稳定安全性计算结果,提出了施工质量的控制措施.工程实践表明,混凝土面板堆石混合坝为倾斜建基面上筑坝提供了新的思路,可供抽水蓄能电站的选址与大坝选型参考.

受煤层上方巨厚推覆体影响,工作面采后覆岩破断形态和应力分布均发生显著变化,应力异常集中导致巷道大变形,且易发生冒顶事故,制约工作面安全开采.以新集一矿阜凤巨厚推覆体下方360801工作面开采为工程背景,首先通过相似材料试验研究巨厚推覆体影响下工作面覆岩结构演化特征,发现工作面采后巨厚推覆体以板结构形式弯曲下沉,巨厚推覆体下覆岩层发生成拱效应形成不对称压力拱结构.然后,通过数值模拟研究巨厚推覆体影响下工作面围岩应力分布特征,发现覆岩不对称压力拱结构导致工作面应力分布也呈现出明显的不对称性,应力高峰区不断向工作面前方巷道密集区转移,且随工作面推进应力集中程度不断增加;与无推覆体条件相比,巷道密集区两帮及顶底板最大移近量分别增加了 32％和52％,应力峰值大小及其超前工作面距离分别增加了 8.86 MPa和80 m.最后,构建了巨厚推覆体影响下覆岩不对称压力拱结构模型,推导了不对称压力拱结构迹线方程,并获得了压力拱影响范围,发现随着侧向水平应力、采高和埋深的增加,压力拱影响范围逐渐增加.确定了工作面合理停采线位置,即距离巷道密集区240m.现场实践表明,巷道密集区围岩锚索、锚杆最大受力分别为176 kN和72 kN,顶底板及两帮最大移近量分别为198 mm和118 mm,比相邻360803工作面末采时分别减小了43.4％和26.9％,围岩稳定性明显提高.研究可为类似条件工作面停采线位置设计和围岩控制提供理论依据.

无机结合料稳定材料是高等级公路基层、底基层的主要使用材料，在其试验检测过程中以及检测的质量管理直接影响到公路路面结构的寿命大小及服务能力。全面阐述了无机结合料稳定材料的组成特征以及对使用的性能要求，形成了包含原材料检验、配合比确定、力学性能检验、耐久性能检验、现制施工检验在内的完整的试验检验体系。针对原材料质量不稳定、检验结果误差大、检验仪器不够精确、现场施工与试验脱离的问题，从全环节上提出了质量管理方法。水泥稳定层有较高的稳定性和耐寒性能以及自身的整体性等优点，所以无机结合料作为重要的建筑原材料已经大量用于修建公路结构中的基层与底基层。健全和完善质量管理机制并加以信息化监测设备的应用可以很好地提高工程质量监管能力。

为了研究道路桥梁钢筋混凝土材料的试验检测技术,首先介绍钢筋混凝土材料试验检测要点,包括结构材质、内部瑕疵、表面创伤等.随后结合工程实例通过静载与动载试验分析钢筋混凝土结构性能,对于提升道路桥梁工程的安全性和耐久性具有重要意义.

针对大断面矩形顶管施工减阻的触变泥浆材料配合比优化问题,传统试验设计理论方法难以定量表达材料组分参数与性能指标之间复杂关联性,因而不能给出准确的最优化结果,本研究提出了一种基于机器学习预测算法的触变泥浆配合比多目标优化分析方案.首先通过传统控制变量法试验结合正交试验获得了不同材料组分配合比(包括膨润土、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、纯碱及水等)对应的泥浆性能指标数据(包括失水量、表观黏度及泥皮厚度),探讨了不同材料组分掺量对泥浆性能指标的敏感性影响规律特征.然后通过机器学习对比分析支持向量回归(SVR)和极限梯度提升(XGBoost)两种预测模型,结果表明SVR算法精度效率更高.进一步以控制表观黏度、失水量及最小化成本为目标,结合NSGA-Ⅱ算法生成Pare-to 前沿最优解集,结合熵权TOPSIS法筛选出最优配合比,其结果为膨润土 26.61％、CMC-Na 0.35％、纯碱0.06％.最后通过材料试验复验及直剪试验验证表明,该配比泥浆性能指标满足要求,且减阻率达42.9％,具有显著减阻效果.上述关于触变泥浆智能化配比设计研究可为相关工程应用提供良好的技术参照.