关键词： 浸水冻融   损伤机理   无损检测   石质文物   预防性保护  

摘要： 冻融循环是影响北方灰岩质文物的主要因素之一，普遍诱发多种表层风化病害，严重威胁文物的长久保存。针对新鲜灰岩开展浸水冻融模拟风化试验，综合多种表征技术获取物理力学性质指标发展规律，结合孔隙结构变化从宏观和微观尺度定量揭示灰岩的冻融损伤机制，并通过熵权-线性加权法实现灰岩风化的综合评估。结果表明：冻融循环50次后，纵波波速、表面硬度显著下降，损失率均在10%以上，毛细吸水系数提升了1倍以上；单轴抗压强度衰减率为30.6%，循环次数越大灰岩压缩后的结构完整性越差；灰岩孔隙主要由介孔（0.1～1000 μm）组成，冻融循环导致孔隙数量和体积增加，同时伴随颗粒磨损以及裂隙扩张；力学性能的半衰期是衡量灰岩抗冻融能力的重要参数，基于无损指标构建的多元回归模型能够有效预测单轴抗压强度变化；毛细吸水系数对风化损伤的响应最为敏感，引入完整度指标，有助于从多维度实现建筑灰岩风化等级的量化评估。研究成果为灰岩材料的科学认知和文物风化现状评估提供了理论依据和实践指导。

关键词： 冻融循环   砂岩   物理特性   力学特性  

摘要： 在高寒环境中，孔隙岩体长期处于冻融循环过程中，其物理力学特性发生显著变化，进而可能引发一系列地质与工程问题。为深入研究孔隙岩体在反复冻融过程中的物理力学特性变化及损伤演化规律，选取典型砂岩作为研究对象，开展长周期冻融循环实验，系统分析其物理性质的变化规律，并对经历不同冻融次数的砂岩进行单轴压缩试验，以揭示其力学性质的变化特征。重点探讨了典型砂岩的质量、孔隙率、纵波波速、弹性模量、单轴抗压强度以及峰值应变等物理力学指标的变化规律。研究结果表明：(1)在冻融循环过程中，砂岩的干质量与纵波波速均呈现逐渐降低的趋势，而孔隙率则表现为三段式的持续增大；(2)在不同次数的冻融循环作用下，砂岩的应力-应变曲线均可分为压密、弹性变形、塑性变形和破坏四个阶段。然而，随着冻融循环次数的增加，孔隙压密阶段逐渐变长，而弹性变形阶段则相应变短；(3)随着冻融循环次数的增加，砂岩的峰值强度和弹性模量表现出相似的变化规律，均呈现出先缓慢衰减后快速衰减的两个阶段。峰值应变则总体呈增大趋势，其中压密阶段的应变变化与孔隙率的变化趋势一致，这从侧面反映了岩石孔隙率的变化特征。研究结果可为高寒地区的工程建设提供理论依据和参考。

关键词： 冻融循环   性能劣化   混凝土   材料耐久性   氯离子扩散系数   影响因素   渗透压   力学性能  

摘要： 【目的】冻融循环作用下混凝土性能劣化机理、影响因素及防控措施是土木工程材料科学领域的核心问题，也一直成为国际上研究的热点。自20世纪30年代以来，混凝土性能对冻融循环的劣化响应机制等问题得到广泛研究，为混凝土结构耐久性设计提供了丰富的理论依据。【方法】通过文献检索归纳，并结合工程实践经验，系统总结了混凝土冻融性能劣化的主要理论假说，包括静水压假说、渗透压假说、热力学假说和临界水饱和度理论等，分析了冻融循环对混凝土力学性能、氯离子扩散性能以及本构关系的影响，并基于有关研究成果构建了理论框架和知识图谱。【结果】大量研究认为，冻融循环通过静水压、渗透压和热力学效应等多重机制破坏混凝土微观结构，导致孔隙率增加、微裂缝扩展，并最终引发宏观性能劣化；在力学性能方面，冻融循环会导致混凝土强度、弹性模量等力学性能指标下降，其中抗折强度对冻融循环作用最为敏感；在氯离子扩散方面，冻融循环会加速混凝土中氯离子的传输，增加混凝土内氯离子浓度及扩散系数。此外，冻融循环还会导致混凝土本构关系发生变化，呈现“峰值应力降低、峰值应变增大”的典型特征。在系统综述基础上，对混凝土冻融侵蚀研究趋势进行了展望，并提出了需要深化研究的问题【结论】系统综述冻融循环作用下混凝土氯离子侵蚀及性能劣化的研究进展，总结混凝土材料参数优化设计、混凝土表面物化处理等相应的防控措施，对于促进混凝土研究领域发展，提升混凝土材料设计水平是很有必要的。

关键词： 桥梁工程   桥面铺装   抗冻性能   硅灰   粉煤灰   劈裂抗拉强度   冻融循环作用   微细观孔结构   孔隙直径期望值  

摘要： 文中基于冻融循环试验、劈裂抗拉强度试验和核磁共振技术,测试了冻融循环作用后单掺或复掺硅灰与粉煤灰混凝土的劈裂抗拉强度和其内部微细观孔结构的劣化规律,并建立了微细观孔隙直径期望值与劈裂抗拉强度之间的拟合关系.结果表明:随着冻融循环作用次数的增加,混凝土的相对动态回弹模量和劈裂抗拉强度呈线性和指数函数关系衰减,复掺10%硅灰和14%粉煤灰对混凝土抗冻性能的增强效果最明显,其次分别为10%硅灰、14%粉煤灰.通过拟合发现,随冻融循环作用次数的增加,混凝土的微细观孔隙直径期望值呈指数函数关系减小,微细观孔隙直径期望值与劈裂抗拉强度之间的线性拟合关系良好,微细观孔隙直径期望值指标能较好地表征冻融循环作用下混凝土的微细观孔结构损伤程度.

关键词： 路面工程   水泥稳定碎石   冻融循环作用   力学性能   疲劳特性   微细观孔隙结构   衰减规律  

摘要： 文中基于无侧限抗压强度、弯拉强度、动态回弹模量、弯曲疲劳试验,在经历冻结温度18℃±2℃、融化温度5℃±2℃冻融循环后开展了水泥稳定碎石混合料的力学性能和疲劳性能研究,进而,基于工业CT无损检测技术,研究了冻融循环作用下水泥稳定碎石混合料微细观孔隙结构衰减规律.结果表明:随着冻融循环作用次数增加,水泥稳定碎石混合料的力学性能呈指数模型衰减,疲劳寿命呈线性函数模型衰减,经历25次冻融循环作用后水泥稳定碎石混合料的力学性能趋于稳定,冻融循环作用导致水泥稳定碎石混合料疲劳寿命下降、疲劳寿命对应力强度比的敏感性增强.冻融循环作用后水泥稳定碎石混合料内部的少害孔隙和有害孔隙占比增大,微细孔隙直径期望值随冻融循环作用次数增大呈指数关系增大,冻融循环作用劣化了水泥稳定碎石内部微细观孔隙结构.

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： PE-ECC   冻融循环   承载性能   破坏特征   受弯构件  

摘要： 为研究冻融循环作用对聚乙烯纤维工程水泥基复合材料(PE-ECC)构件承载力的影响,通过室内冻融循环试验和冻后四点弯曲试验,研究冻融循环作用下PE-ECC梁的破坏演化特征,并通过刚度、延性指数、能量吸收能力(EAC)等性能指标分析其承载性能劣化规律。结果表明:(1)试验梁在破坏时保持较好的完整性,冻融作用使PE纤维与基体的协同效应减弱,随着冻融循环次数增加,主裂缝数量减少,裂缝密度降低,分布更加分散;(2)试验梁的荷载-跨中挠度曲线呈现明显的弹性、屈服和破坏段,加载过程可分为弹性阶段、受拉区局部开裂阶段和屈服破坏阶段;(3)提高PE纤维含量可使基体结构更为紧密,降低冻融作用后的EAC损失并提升承载能力;(4)冻融循环后,PE-ECC试验梁跨中截面应变分布仍符合平截面假定,提出PE-ECC梁在弯曲荷载作用下各阶段承载力计算方法。研究成果可为PE-ECC梁的承载力设计和在寒区工程中的应用提供依据。

关键词： 风积沙   聚丙烯纤维   冻融循环   三轴试验  

摘要： 为了研究冻融循环次数对聚丙烯纤维风积沙改性土抗剪强度的影响,本文以内蒙古科尔沁沙地某铁路工程建设为背景,选取工程路堤填筑用沙,掺加5%水泥和不同配比(0%、0.1%、0.2%、0.4%)的聚丙烯纤维进行改性处理,进行0次、20次、40次的冻融循环试验,对冻融后的聚丙烯纤维风积沙改性土进行固结不排水三轴压缩试验,研究其强度特性。结果表明:(1)聚丙烯纤维的加入,能够提高风积沙改性土整体的韧性,减小孔隙比,试样残余强度增加,纤维含量0.4%时试样抗剪强度达到最优。(2)试样在冻融第20次时,峰值应变数值达到最低,极易发生脆性破坏。冻融20次之后,随着冻融次数的增加,峰值应变开始增加,冻融40次后达到常温原始数值,峰值应力则是随着冻融次数先增加后减小。(3)同等纤维含量和围压下内摩擦角变化范围在2°~9°。试验研究成果可为沙漠地区铁路路堤填料改良提供参考。