关键词： 道路工程   硅粉-水泥土   抗压性能   冻融循环   胶凝剂  

摘要： 水泥土作为公路工程路基土的一种常见加固方式,具有造价低且力学性能良好的特点,但其在冻融环境下易出现抗压性能劣化,进而引发道路结构层失稳破坏。为此,以硅粉作为辅助胶凝剂开展水泥土复合改良研究,通过开展无侧限抗压强度试验、冻融循环试验,研究养护龄期、胶凝剂配比和冻融周期对硅粉-水泥土抗压强度的影响规律。结果表明:硅粉对水泥土前期抗压强度提升效果有限,对后期抗压强度提升效果较为显著,硅粉改良后水泥土的28 d无侧限抗压强度提升了8%;硅粉对水泥土抗冻融性能具有良好的改善作用,硅粉-水泥土试样抗冻指标较纯水泥试样最高可提升35%,当硅粉含量在20%~30%时,硅粉-水泥土试样抗冻融性能最优;建立了基于硅粉和水泥配比、养护龄期和冻融周期的无侧限抗压强度预测模型,可实现硅粉-水泥土抗压强度的精准预测。

关键词： 微生物诱导碳酸盐沉淀   冻融循环   黄土   力学性能  

摘要： 利用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术,探索改善冻融循环后黄土力学性能的潜力,研究通过室内试验分析冻融循环对黄土强度的削弱作用,并评估MICP技术在黄土改良中的应用效果。结果显示,MICP技术通过诱导碳酸钙结晶填充黄土孔隙结构,增强颗粒间黏结力,能够显著提高冻融后黄土的强度,同时在改善刚度和压缩模量方面表现优异。与传统化学固化方法相比,MICP技术具有绿色环保、可持续发展的突出优势。提出了一种适用于黄土地区的创新绿色改良方案,为工程建设提供了重要的技术支持和理论参考。

关键词： 冻融循环   裂隙岩体   注浆加固   露天矿边坡  

摘要： 在矿山、水利等工程中,通过注浆加固提高裂隙岩体工程性质、加强其强度的施工工艺得到了广泛应用。为研究注浆加固中各种注浆因素和注浆方法对裂隙岩体强度的影响,以及裂隙岩体注浆加固后冻融作用对其工程性质的影响,使用水泥砂浆等材料按一定相似比制作可以模拟裂隙原岩力学特性的相似材料,通过对浆液水灰比、注浆流速(注浆压力)、浆液温度等因素进行相关变量的控制,分别用无机材料、无机复合材料以及有机材料对裂隙岩体进行注浆加固。通过模拟该地区的气候等环境条件下,对各类因素进行相关试验,进而分析各类因素对注浆加固的影响;最后根据试验结果,对注浆参数进行优化设计,根据新疆准东西黑山矿区中联润世露天煤矿边坡的工程地质条件和地质环境进行注浆加固方案设计及监测,对该地区和其他地质特性及区域特征相似的露天矿边坡灾害防治具有一定借鉴意义。

关键词： 冻融循环   冰碛土   力学特性   损伤统计本构模型  

摘要： 为研究云南典型冰碛土力学特性及损伤机制，利用TSZ-2型全自动应变控制三轴仪对云南典型冰碛土进行不同影响因素下的三轴剪切试验，讨论了不同温度、围压、含水率下冰碛土的力学特性，并引入考虑冻融与荷载耦合损伤变量D统计损伤本构模型对冰碛土的偏应力-应变关系进行分析。研究结果表明：低围压条件下，初始含水率差异导致偏应力-应变曲线与破坏强度差异显著，随着围压增加，这种差异逐渐减小；在高围压条件下，冻融循环对最优含水率为wopt= 19%的土体影响小，土体表现出高黏聚力和低破坏强度损伤，土体强度降低但整体偏应力强度保持不变。围压能减弱劣化效应，且首次冻融损伤最大，破坏强度总衰减率随温度升高而增加，其中最优含水率试样的破坏强度总衰减率最小。冻融次数增加会导致偏应力强度降低，且首次降幅最大，其变化与含水率相关。此外，内摩擦角和黏聚力随冻融次数增加而明显衰减，其中最优含水率试样受劣化作用影响较小。基于三轴试验推导的引入耦合损伤变量D的统计损伤本构模型，能够有效表征偏应力-应变关系。研究表明，冻融次数对损伤的影响大于冻结温度。

关键词： 路基工程   盐渍土   地下水位变化   冻融循环试验   水盐迁移  

摘要： 为探究芯吸排水管在盐渍土路基中的作用机制及其对水盐迁移特性的影响,以G217公路绿洲漫灌区盐渍土路基为研究对象,考虑到特殊地理环境的耦合作用,开展了不同初始含盐量下的地下水位-冻融循环模拟试验,揭示了芯吸排水管在复杂工况下的排水性能及其对路基水盐迁移和变形的调控机制。研究结果表明:芯吸排水管凭借其优异的吸水、持水及耐盐性能,能够有效阻滞地下水位波动和冻融循环引发的水盐积聚,在芯吸排水管作用下,随着深度增加,土层含水率先降低后增加,且初始含盐量的增加会加剧含盐量波动,但对深层土体的水盐积聚影响有限。当含盐量从2%增至4%时,路堤浅层(10 cm、20 cm)含水率分别变化了-68.9%和0.02%,含盐量峰值增加了11.5%、26.3%,而深层(30 cm)含水率减少了15.1%,含盐量峰值增加了80.4%。此外,敷设在路基冻结深度以下的芯吸排水管通过优化路基温度响应,显著缓解了盐-冻胀变形,5次冻融循环后未出现累积融沉现象。该研究结果可为盐渍土地区公路路基排水工程设计与建造提供技术参考。

关键词： 盐冻融   玄武岩纤维   AC-13   室内循环模拟试验   路用性能  

摘要： 我国东北地区的雪季,除冰盐的使用以及昼夜温差导致的盐冻融环境会对沥青混合料的路用性能产生不利影响。本研究设计了室内盐冻融循环模拟试验,探讨了AC-13玄武岩纤维沥青混合料在盐冻融循环作用下的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性的衰减。研究结果表明:玄武岩纤维的使用显著改善了经盐冻融循环后沥青混合料高温稳定性及低温抗裂性的劣化;在短期盐冻融循环作用下,玄武岩纤维对沥青混合料水稳定性的改善效果较为突出。本研究为东北地区沥青路面的优化提供了理论依据。

关键词： 路基   冻融循环   三轴试验   改良盐渍土   工程病害  

摘要： 盐渍土具有溶陷性、盐胀性和腐蚀性，盐渍土单独作为路基填料时，受车辆荷载作用会使路基填料产生瞬时弹性应变和累积塑性变形，且季冻区土体受温度变化影响产生的冻融循环会增加对路基土的破坏程度。采用改良处理方法，结合新疆维吾尔自治区哈密市伊州区境内S245线建设项目硫酸盐渍土的工程特性，提出石灰-粉煤灰改良盐渍土的处理措施，使用WDW-100E万能试验机和GDS冻土动三轴仪开展改良土无侧限抗压强度和三轴剪切试验，研究冻融循环和固结围压对土体抗剪强度的影响。研究表明，通过进行不同石灰-粉煤灰配合比改良盐渍土的无侧限抗压实验，得到改良盐渍土的最优配合比为石灰掺量6%、粉煤灰掺量9%；通过进行最优配合比改良盐渍土不同冻融循环条件下静三轴试验，发现改良盐渍土的抗剪强度随着冻融循环次数的增加而减小，黏聚力和内摩擦角随冻融次数的增加而降低。研究结果表明，该处理措施效果良好，可有效减轻季冻区盐渍土路基工程病害，提高交通工程通行能力。

关键词： 尾矿   冻融循环   力学损伤   微观结构  

摘要： 目的 冻融循环显著影响冻土区尾矿库的结构稳定性，为揭示冻融循环作用下尾矿的宏-微观损伤机制，开展冻融循环作用下尾矿宏观力学损伤与微观结构影响研究。方法 通过三轴固结不排水剪切试验、扫描电镜（SEM）及微米CT扫描试验，研究了冻融循环次数对尾矿力学性能及微观结构的影响规律，并建立了宏观力学损伤与微观结构演化的关联机制。结果 结果表明：冻融循环导致尾矿宏观力学特性显著劣化，峰值抗剪强度经1次冻融后降幅达13.35%；在5-10次冻融循环阶段，峰值强度下降率为8.8%;10～15次循环阶段降幅减小至3.9%。经15次冻融循环后，黏聚力与内摩擦角分别降低50.9%和59.3%。冻融循环作用导致尾矿颗粒棱角磨损及形态圆润化，形状因子由初始1.38下降至1.34；孔隙分形维度从1.55增至1.64，孔隙率由8.9%上升至16.91%，其中连通孔隙占比从4.68%显著提升至15.51%，研究进一步揭示了孔隙率与抗剪强度呈非线性负相关，内摩擦角随颗粒形状因子增大呈指数增长规律。结论 研究结果可为冻土区尾矿库稳定性分析及灾害防控提供参考。

关键词： 冻融循环   粉质黏土-混凝土界面   渗流   微观结构  

摘要： 界面渗流是季节冻土区水利工程结构破坏的重要原因。本文借助荧光素示踪剂进行不同冻融循环次数下的粉质黏土-混凝土界面渗流试验和扫描电镜试验，探究冻融循环对粉质黏土-混凝土界面渗流性能的影响。试验结果表明，在微观层面，土体和混凝土在冻融循环作用下裂缝发育，土体孔隙率先减小后增加，渗流后界面处土体分解成片状矿物；在宏观层面，距界面一定范围内的土体和混凝土的含水率增加，含水率随冻融循环次数的增加呈先减小后增加的趋势，土体湿润锋运移速度与冻融循环次数呈正相关。研究结果可为季冻区水利工程渗透稳定性评价提供参考。

关键词： 季节性冻土   冻融循环   土壤改良   抗剪强度   粉煤灰  

摘要： 为探究冻融循环作用下粉煤灰改良粉质黏土的剪切性能,选取辽源地区输变电塔杆基础工程周围的土样作为试验材料,针对试样界面开展了不同粉煤灰掺量、正应力条件和冻融循环次数下的剪切试验研究。建立了应力-应变关系的本构模型,并分析了各个因素对界面强度参数的影响规律。试验结果表明:剪应力和位移曲线呈现出非线性的变化规律。变化范围可分为线弹性变形初期、塑性变形以及残余稳定3个阶段。随着冻融循环次数的增加,改良粉质黏土的黏聚力和内摩擦角均出现减小趋势;改良土体的强度特性受粉煤灰掺入量的影响,展现出先增后减的规律性变化趋势;当粉煤灰掺量为质量分数10%时,试样的力学指标均达到最大值,若继续增加粉煤灰掺量反而会导致抗剪强度下降。在粉质黏土中掺入适量粉煤灰,能够显著提升土颗粒之间的结构性与连接紧密度。可为季节性冻土区建筑工程基础设计提供实践参考。