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随着国民经济的快速发展和西部大开发发展战略的实施,隧道方案在公路建设中被广为采用。但是,隧道的病害也随之越来越多,隧道裂缝是隧道施工及运营中常见的病害,也是隧道渗水和加剧其他病害的主要原因。本文针对目前隧道普遍存在衬砌开裂及渗漏水的问题,自主研制了隧道衬砌裂缝诊治平台,选出适用于隧道衬砌结构裂缝修补的地聚合物胶凝材料的最佳配合比,并通过隧道衬砌裂缝诊治平台模拟隧道衬砌裂缝在无张拉应力、张拉应力和带水状态下开裂,研究地聚合物胶凝材料在三种状态下的粘结性能和修补效果,讨论地聚合物胶凝材料作为隧道衬砌裂缝修补材料的可行性。主要有以下研究成果及结论:(1)自主研制了隧道衬砌结构裂缝诊断与处治模拟平台,该平台可以对隧道衬砌裂缝持续受力开裂与不同程度的渗漏水进行模拟,测试裂缝修补材料在不同因素影响下的材料性能及修补效果。(2)通过对不同影响因素的配合比进行粘结抗折强度、抗压强度和凝结时间的测定,分析了各个因素对地聚合物胶凝材料的粘结性能的影响,总结出每种材料的作用,并得到该材料作为隧道衬砌裂缝修补材料的最佳配合比,并对地聚合物胶凝材料和水泥砂浆材料进行XRD衍射对比试验和SEM对比试验,该材料的强度高、粘结性能好、凝结时间快、密实性好,能够满足作为隧道裂缝修补材料的要求。(3)通过隧道衬砌结构裂缝诊断与处治模拟平台进行地聚合物胶凝材料无张拉应力状态下粘结抗拉性能试验,测得其7天粘结抗拉强度达到1.33MPa,28天粘结抗拉强度达到1.91MPa,该修补材料的粘结抗拉强度能够满足作为隧道裂缝修补材料的抗拉需求。(4)通过试验发现,渗漏水对地聚合物胶凝材料的粘结性能有一定影响,导致粘结面上半部分的粘结性能减小,随着时间的增加,地聚合物胶凝材料渐渐凝固之后,水对修补材料的影响逐渐减小,到达一定时间后,地聚合物胶凝材料拥有一定的防水能力。凝结6小时之后,渗漏水对该材料的粘结抗拉强度基本上没有影响,凝结12小时之后,渗漏水对该材料的粘结抗拉强度已经没有任何影响。