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郑涵文 ，迟瀚林 ，帅俊杰

 

（成都理工大学 环境与土木工程学院 ，成都 610051)

摘   要 ：为了充分利用具有高含水率 、低强度等特点的盾构渣土 ，解决其直接用于路基填筑时强度不足、抗冻性差等问题 ，实现其资源化利用。以硅酸盐水泥为主材料 ，添加粉煤灰 、水溶性环氧树脂  (WER) 、偏高岭土以及聚丙烯纤维  (PP) ,  设计  “五因素四水平 ”正交试验 ， 以 28  d 养护龄期固化土无侧限抗压强度 、间接抗拉强度 、加州承载比  (CBR)  以及冻融循环试验结果为评判指标 ，确定复合固化剂的最佳配比 ，制备盾构渣土固化用纤维水泥基材料。通过极差分析优化配比后 ，结合电镜扫描和 X 射线衍射试验探究其微观结构和固化机理 ，揭示宏观性能提升机制。结果表明：不同配比复合固化剂对盾构渣土力学性能影响程度不同 ，复合固化剂的最佳配比为 9% 水泥 、12% 粉煤灰 、0. 25% 水溶性环氧树脂  (WER) 、5% 偏高岭土 、0. 3% 聚丙烯纤维 ；与未固化渣土相比 ，盾构渣土的抗冻性能得到显著提高 ， 固化土冻融前后强度和质量损失分别低于 20% 、5% 。研究结果可为盾构渣土在道路工程中资源化利用提供参考。

关键词：盾构渣土 ；纤维水泥基材料 ；正交试验 ；路用性能 ；抗冻性 ；固化机理

中图分类号：U414           文献标志码：A            文章编号： 1005- 8249   (2026)  01- 0012- 08

DOI:10. 19860/j.cnki.issn1005 - 8249.2026.01 .003

ZHENG Hanwen ,  CHI Hanlin ,  SHUAI Junjie

(School of Environment and Civil Engineering ,  Chengdu University of Technology ,  Chengdu 610051 ,  China)

Abstract :  To effectively utilize shield muck characterized by high moisture content and low strength ,  addressing issues such as insufficient strength  and  poor  frost  resistance   when  directly  used  for  subgrade   filling ,   and   realize  its  resource  utilization. Portland cement is  the  main  material ,   adding  fly  ash ,   water - soluble  epoxy  resin  ( WER) ,   metakaolin ,   and  polypropylene fiber  ( PP) .    A  "  five -  factor  four - level "   orthogonal  experiment  was  designed ,   with  the 28  -  day  curing  age  unconfined compressive strength ,  indirect tensile strength ,  California bearing ratio  (CBR) ,  and freeze - thaw cycle test results as evaluation indicators ,  to determine the optimal proportion of the  composite  curing agent and to prepare fiber - reinforced  cement - based materials for solidifying shield muck .   Following formulation  optimization via range  analysis ,  integrated SEM and XRD analyses were conducted to investigate microstructural characteristics and solidification mechanisms ,  thereby elucidating the enhancement mechanisms of macro - properties .   The  results  indicate that different proportions  of  the  composite  curing  agent have varying effects on the mechanical properties of shield muck .   The  optimal proportion of the composite curing agent is 9%  cement ,   12% fly ash ,  0. 25%  water - soluble  epoxy resin  (WER) ,  5%  metakaolin ,   and 0. 3%   PP  fiber.   Compared  to  the  uncured  muck the frost resistance of the shield muck is  significantly improved ,  with strength and mass loss before and after freeze - thaw cycles being less  than  20%   and  5% .   The  findings  provide  technical  references for  the resource utilization of  shield muck in road engineering applications .

Key words :  shield  muck;  fiber  cement - based  materials;   orthogonal  yest;  road  performance;   anti - freezing  performance; solidification mechanism

作者简介：郑涵文  (2001 —) ,  男 ，硕士研究生 ，研究方向： 隧道与地下工程。

收稿日期：2025 - 05 - 12