关键词： 冻融循环   黏土矿物   物理力学性质   长期强度  

摘要： 冻土工程破坏主要的原因之一是冻融循环作用。通过对高岭土(主要黏土矿物为高岭石)、膨润土(主要黏土矿物为蒙脱石)在反复冻融作用下的物理性质试验及球模仪试验,研究高岭土及膨润土在冻融循环作用下的物理力学性质变化,并由此推定不同黏土矿物含量土在冻融循环作用下物理力学的变化规律。结果表明:(1)前10次冻融循环对高岭土及膨润土的物理力学性能影响很大,冻融10次后,随冻融次数的增加,高岭土的密度下降,孔隙比增加,膨润土的密度增加,孔隙比减小;(2)冻融过程中物理性质的变化不仅与土样的种类有关,也与土样的矿物成分有关;(3)高岭土的长期强度C24远高于膨润土,但是冻融过程中高岭土的力学性能变化较大,而膨润土相对比较稳定。

关键词： 板岩   冻融循环   层理倾角   弹性参数   单轴抗压强度   破坏类型  

摘要： 为揭示冻融循环作用对板岩弹性参数及单轴抗压强度的影响,采用DX-40型低温数控箱、DNS100微型控制电子万能试验机进行7种层理倾角(?)、6种冻融循环次数的单轴压缩试验,对其5个弹性参数、单轴抗压强度及破坏类型的变化规律进行分析。试验结果表明:板岩弹性模量、剪切模量和单轴抗压强度随冻融循环次数增加呈指数下降趋势,泊松比随冻融循环次数增加呈线性增加趋势;板岩单轴抗压强度随层理倾角增加呈先减后增的变化趋势;冻融循环作用下板岩破坏类型有3种:当0°≤?≤26.6°时,沿与竖直轴线呈一定角度方向发生剪切破坏;当26.6°≤?≤83.0°时,沿层理面发生剪切破坏;当83.0°≤?≤90°时,沿垂直方向发生劈裂破坏。在Jaeger单弱面理论的基础上,建立了以冻融循环次数和层理倾角为控制变量的板岩单轴抗压强度预测模型,并通过试验数据验证了模型的合理性,表明该模型能较好地描述冻融循环次数和层理倾角对冻融板岩单轴抗压强度的影响。

关键词： 道路工程   水泥稳定碎石   冻融循环   耐冻系数   预测模型  

摘要： 针对水泥稳定碎石(简称水稳碎石)等半刚性基层在青藏高原高海拔地区频繁冻融循环作用下,易造成材料强度与耐久性下降,影响路面整体使用性能问题。以拉萨—贡嘎机场专用公路新建工程为依托,从水稳碎石的抗冻融性能出发,采用室内试验模拟冻融循环过程,分析水稳碎石经不同次冻融循环作用后的强度损失规律,引入抗压强度耐冻系数与劈裂强度耐冻系数作为抗冻融性能评价指标,对比分析水泥用量、养生温度和冻融循环次数与水稳碎石耐冻系数的相关性;以水稳碎石耐冻系数为主参数,水泥用量、养生温度与冻融循环次数为变量,引入温度修正系数对基层养生温度影响进行修正,并对耐冻系数进行回归,建立二元线性预测模型,计算模型计算值与试验实测值的相对误差,验证模型的拟合精度。研究结果表明:水稳碎石的强度与耐冻系数随冻融循环次数的增加而降低,强度在0~5次冻融循环周期内下降较为明显;较高的水泥用量与养生温度可有效降低水稳碎石冻融后的强度损失,建议工程中控制水泥用量为4%(质量分数,下同),同时保证养生温度大于10℃可有效提高材料抗冻融性能;所建二元线性预测模型具有较高的拟合精度和很好的再现性,可为水稳碎石抗冻融性能研究提供参考,为特殊地区半刚性基层设计施工提供技术指导。

关键词： 方钢管混凝土短柱   冻融循环   极限承载力   延性系数   初始刚度  

摘要： 为研究冻融循环作用对方钢管混凝土短柱的影响,本试验以冻融循环次数为参数对冻融循环作用后方钢管混凝土短柱的力学性能进行了研究。试验得到了冻融循环作用下方钢管混凝土短柱的受压破坏模式,荷载—位移曲线以及荷载—应变曲线,并分析了冻融循环次数对方钢管混凝土短柱极限承载力,位移延性以及初始刚度的影响。根据试验现象,将破坏模式分为2种。研究表明:方钢管混凝土短柱的力学性能如极限承载力,位移延性以及初始刚度受冻融循环作用影响重大。具体表现为试件的极限承载力随冻融次数增加而逐渐下降,且冻融循环次数越大,极限承载力下降幅度愈明显;对于试件的初始刚度,其随着冻融循环次数的增加而减小;另外,冻融循环作用对方钢管混凝土短柱的延性系数影响较大,表现为随冻融循环次数的增加,延性系数随之增加。

关键词： 钢纤维   玄武岩纤维   混凝土   冻融循环试验   损伤计算模式   相对动弹性模量   冻融累积损伤  

摘要： 钢纤维和玄武岩纤维能够有效提高混凝土耐久性,利用冻融循环试验,对掺钢和玄武岩纤维的混凝土抗冻性能及其冻融损伤计算模式进行研究。试验结果表明:混凝土抗冻性受到纤维种类和纤维体积掺量影响明显,当掺加体积率1.5%钢纤维和0.05%玄武岩纤维时混凝土抗冻性能最优,可达到F250等级水平。并对混凝土的冻融损伤机理和纤维的增强作用进行深入分析,确定了基于相对动弹性模量的冻融损伤计算模式和基于冻融累积损伤的冻融损伤计算模式。经过试验数据的对比分析,得出基于相对动弹性模量的冻融损伤计算模式精度更高,拟合而成的一元二次函数衰减模式比指数函数衰减模式具有更高的精度,相关系数均达到0.99以上,更适合用来预测纤维混凝土的冻融耐久性。

标准号: QB/T 5168-2017

摘要： 本标准规定了硬质泡沫塑料在-20℃的干燥条件和20℃的湿润条件下连续循环多次后,其力学性能和含水量的变化行为。本标准适用于绝热制品。本标准 旨在模拟冻融试验对长期暴露在潮湿和低温环境下绝热制品的影响效应 ,例如倒置式屋面和裸露的地面隔热材料。本标准并不适用于所有的绝热制品。如果本标准适用于某一特定的产品,通常会在该产品标准中清楚地表达出来。

关键词： 冻融循环   沥青混合料   动态模量   矿物纤维  

摘要： 通过室内试验,对普通基质沥青结合料与加入矿质纤维沥青结合料生产的不同级配的沥青混合料试件进行冻融循环试验,之后对经过不同次数冻融循环后的试件进行单轴压缩动态模量试验,并对经过不同冻融循环次数后所测出的动态模量进行比对分析。分析结果表明:随着冻融循环次数的增加,不同温度下的混合料动态模量值均有所下降,加入矿物纤维的不同级配沥青混合料较普通沥青混合料的动态模量损失率小;空隙率大的沥青混合料动态模量受冻融循环影响较大。

关键词： 冻融循环   单向冻结   双向融化   试验箱   稳态传温  

摘要： 季节冻土区自然冻结融化过程为"单向冻结"和"双向融化"。为提高冻融循环模拟环境与野外真实气象条件的吻合度,改变传统的"旁通循环式"设计思路,在制冷方式上,采用顶排风翅管式冷凝器和电加热器结构,配合风扇的扰动,将冷量从箱体顶部均匀向下稳态传递,实现土体"单向冻结";通过外部的高温循环装置控制箱体底部的水浴温度,配合环境温度实现土体"双向融化"。底部的蓄水池可通过土体的毛管作用和自动液位平衡实现自动补水。

关键词： 土力学   粉质黏土   冻融循环   压实度   破坏强度   抗剪强度指标   含水率  

摘要： 冻融循环是冻土地区路基填料性能劣化的主要因素之一。以压实度和冻融循环次数为主要变量,对青藏高原粉质黏土力学性质的变化规律进行三轴试验研究。试验结果表明:初始压实度对粉质黏土力学性质的冻融效应具有显著影响。不同压实度试样的应力–应变曲线形式随冻融次数的增加趋于接近,并由应变软化型向硬化型过渡。封闭系统中试样的水分迁移会引起含水率的增减分区分布,低压实度有利于增大水分迁移量和含水率增高区的分布范围。冻融过程对高压实试样的破坏强度以降低为主,对低压实度试样则相反。在最优含水率附近,土体抗剪强度随含水率呈非线性变化规律,因此试样内部水分重分布也可能会导致强度的改变,且其作用效果受压实度影响具有不确定性,压实度较高时会导致试样黏聚力减小,压实度较低时则相反;不同压实度下内摩擦角均呈现增大的趋势,且压实度越低,变化幅度越大。冻融过程中,土体干密度和含水率变化对力学性质的影响是同时存在的,由于初始压实度和冻融次数的不同,对强度变化起主导作用的因素也不同。水分重分布是不同压实度土体力学性质冻融循环效应的整体趋势和具体过程呈现多样化的原因之一。

关键词： 混凝土梁   冻融循环   纤维编织网增强混凝土   受弯性能   承载能力   裂缝发展  

摘要： 采用四点弯曲加载的方式研究冻融循环作用下冻融循环次数、纤维编织网增强混凝土(TRC)黏结剂、TRC型式和弯曲应力水平等因素对TRC加固梁性能的影响。结果表明:冻融次数越多,承载力下降幅度越大,梁越容易发生剪切破坏;用细粒混凝土将预制TRC板粘贴到梁底,在限制裂缝、承载力及挠度变形方面所表现出来的性能与现浇TRC加固很接近,而用结构胶粘结预制TRC板在各方面性能的表现不甚理想;弯曲应力水平越大,试验梁经过冻融循环的极限承载力下降越多,梁的变形越大。冻融循环对TRC加固梁有较大影响,使得梁的破坏模式、极限承载力和挠度有所改变,但在整个试验过程中,TRC对梁的加固保持较好的作用,使梁的裂缝发展得到了较好的控制。