摘要
地铁列车采用直流供电方式，在列车运行时，经过混凝土道床泄漏到周围地层中的电流被称为杂散电流，又称迷流。杂散电流会使混凝土中的钢筋发生电化学反应，加速其锈蚀，影响其耐久性。混凝土道床是地铁杂散电流的必经之路。在地铁运营过程中，列车荷载、地下水、温度变化等因素的长期作用会引起混凝土微观结构的改变，从而导致其电阻率的变化，进一步影响地铁轨-地过渡电阻。因此，研究地铁运营环境下混凝土电阻率的变化特性对杂散电流的控制具有重要意义。由于砂浆和混凝土的电阻率存在一定的关联，因此本文以砂浆为主要研究对象。本文通过试验研究与理论分析相结合的方法，对地铁运营环境下的砂浆电阻率变化特性进行了研究，研究成果将为杂散电流的控制提供一定参考依据。主要研究内容和成果如下： （1）研究了单轴压缩荷载作用下砂浆电阻率的变化规律。结果显示砂浆电阻率-应力曲线可分为四个阶段：缓慢下降阶段，加速下降阶段，极速下降阶段，突变上升阶段；砂浆电阻率-应力曲线和应变-应力曲线存在一定的相关性。 （2）研究了重复荷载作用后砂浆电阻率的变化规律。结果表明，在一定重复加载次数范围内随着加载次数的增加，砂浆电阻率先减小后增大；砂浆的水灰比越大，电阻率变化越快。重复荷载的应力水平越大，砂浆的电阻率变化趋势越明显；重复加载作用后，砂浆的动弹性模量与电阻率的变化规律存在较好的相关性。 （3）通过试验研究了地下水和温度对砂浆电阻率的影响。结果表明：在一定范围内，砂浆的损伤程度与砂浆的吸水率呈正相关，与吸水后的砂浆电阻率呈负相关；增大砂浆水灰比、掺加粉煤灰和聚丙烯纤维会提高饱和状态下的砂浆电阻率；砂浆电阻率会随着温度的升高而降低，而掺加粉煤灰会降低不同温度下的砂浆电阻率，掺加聚丙烯纤维则会提高不同温度下的砂浆电阻率。 （4）对冻融循环后的砂浆电阻率变化规律进行了研究。结果表明，砂浆电阻率随冻融循环次数的增加而下降；经过50次的冻融循环后，水灰比越大，砂浆电阻率越小；掺加粉煤灰和聚丙烯纤维的砂浆电阻率要高于未掺加的砂浆。
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