关键词： 钢纤维   混凝土   抗冻性能   冻融循环  

摘要： 为了研究钢纤维对混凝土抗冻性能影响,在混凝土中添加不同掺量的钢纤维,测定混凝土拌合物的性能以及28 d标准养护后的力学性能,同时采用快冻法对成型后的钢纤维混凝土进行冻融试验,分析冻融循环次数对钢纤维混凝土质量损失和相对动弹性模量变化的影响,通过测定冻融后试件的抗折强度,计算其抗折强度保留率来评价其抗冻性能。研究表明:在混凝土中掺入适量的钢纤维能够有效阻止混凝土内部微裂缝的产生与发展,提高混凝土的力学性能及抗冻性能。当钢纤维掺量为60 kg/m^(3)时,混凝土拌合物性能良好,抗折强度、抗冻性能及冻后抗折强度保留率显著提高。

关键词： 冻融循环   路基结构   半透膜   水汽迁移   孔隙结构   升降温速率   融化水  

摘要： 在冻融循环环境下,路基结构内水分迁移是导致道路冻胀、融沉变形的主要原因。为了探究冻融循环条件下路基结构的水热汽迁移规律,模拟了实际工程的路基结构,基于半透膜材料开展了冻融循环条件下的水、汽分离的水分迁移试验,通过监测试样的水热变化、荧光素上升图像、补水量和集水量变化曲线,得到了水分迁移规律,进而分析了土的孔隙结构、升降温速率和温度梯度等因素对水汽迁移和液态水流出特征的影响。试验结果表明,在土水势作用下,马氏瓶的水分首先以水-汽混合的形式在土柱中向上迁移,达到一定高度后,转变为以水汽的形式向上迁移。非饱和土柱的水汽会透过半透膜向碎石层和控温板底迁移,在整个冻融循环过程中,水汽向碎石层和控温板底的迁移量呈现线性增加的趋势,表明水汽迁移在水分聚集过程中的作用不可忽视。碎石层和控温板底液态水的流出主要集中在每个冻融周期的两个阶段,第一阶段为降温阶段,以冷凝水为主;第二阶段为融化阶段,以融化水为主,融化水占一个冻融周期液态水流出量的70%以上。粉质黏土孔隙较小导致水汽迁移主要受体积含气率的影响,随着粉质黏土土柱含水率的增加,水汽迁移量呈减小趋势。而砂土的孔隙较大,水汽迁移主要受水汽扩散增强因子的影响,随砂土土柱含水率的增加,水汽迁移量呈增大趋势。降温速率减小使冻结锋面有一个缓慢下移的过程,减小土体冻结对水汽迁移通道的封闭影响。升降温速率的减小导致碎石层和控温板底的水分聚集量增大。较大的温度梯度导致水汽扩散系数和水汽密度梯度的增加,从而引起碎石层和控温板底的水汽迁移量增大。

关键词： 大坝   混凝土材料   高寒地区   纳米掺合料   冻融循环   抗冻性能  

摘要： 为有效解决冻融循环对大坝混凝土造成的损伤、降低其性能的衰减,结合抗冻机理分析给予高寒地区大坝建设所用混凝土配比的优化,通过在常规配比中增加高活性纳米掺合料的方式优化混凝土分子结构、氯离子扩散系数以及相对动弹性模量与质量的损失率,进一步增加混凝土的负荷强度以及力学性能,从而形成良好的抗冻效果。另外,采用气泡参数试验分析与实例相对比的形式对该研究中提出的观点进行对比验证。最终验证结果显示,该研究中所优化的混凝土可减少6 kg/m^(3)的用水量,在模拟冻融循环环境下其抗压强度、劈拉强度、氯离子扩散性能分别最高可提升8%、19.30%、59%,气泡间距系数<0.25 mm、抗冻等级>F400,表明采用纳米掺合料的混凝土在高寒地区的冻融循环中具有更优异的工作性、微结构性能和抗冻性能。

关键词： 黄土累积塑性应变   冻融循环   动应力比   频率   预测模型  

摘要： 为探究黄土路基在冻融循环和交通荷载耦合作用下的累积塑性应变变化规律,选取西宁地区重塑黄土为研究对象,采用GDS双向动三轴测试系统对其进行一系列动三轴试验,研究不同冻融循环次数、围压、动应力幅值以及频率对累积塑性应变的影响规律,并通过引入拟合参数建立考虑多因素的累积塑性应变预测模型。结果表明:累积塑性应变随冻融循环次数的增大而增大,在6次冻融循环后增长速率减缓且趋于稳定;减小动应力幅值和增大围压能显著抑制累积塑性应变的发展;加载初期累积塑性应变随频率变化不明显,随着振次的增加,频率作用凸显,累积塑性应变随着频率的增大而减小;基于试样的累积塑性应变演变规律,分别采用幂指数模型和对数模型进行拟合,发现后者拟合效果好;综合考虑4种因素对累积塑性应变的影响,建立累积塑性应变预测模型,并对试验的实测值与预测值进行对比,验证模型的可行性。研究成果可为季冻区黄土路基永久变形的计算提供理论参考依据。

关键词： 纤维混凝土   碳酸钙晶须   强度   冻融循环试验   耐久性  

摘要： 为解决在盐蚀等复杂环境下混凝土性能下降的问题,试验利用网状聚丙烯纤维、玄武岩纤维及碳酸钙晶须对混凝土进行改性,制备一种改性纤维混凝土并研究不同晶须掺量下混凝土的性能。结果表明,在纤维混凝土中掺入碳酸钙晶须,混凝土的坍落度下降,工作性能提高,并且抗压、抗折强度提升;试验制备的碳酸钙晶须改性纤维混凝土综合性能较好,可以应用于高浓度盐碱等复杂环境。

关键词： 硫酸盐盐渍土   三轴试验   冻融循环   含盐量   抗剪强度参数  

摘要： 为研究硫酸盐盐渍土在冻融循环作用下的力学特性,结合京沈高速铁路朝阳段的工程实际,利用三轴不固结不排水试验对不同冻融循环次数(最多50次)、盐质量分数(0%、2%和5%)和围压(100 kPa、200 kPa、300 kPa和400 kPa)下的硫酸盐盐渍土进行研究,分析不同试验条件下硫酸盐盐渍土的抗剪强度特性及强度劣化机理。研究结果表明:随着冻融循环次数、盐质量分数和围压的逐渐增加,硫酸盐盐渍土的应力-应变曲线逐渐由应变软化向应变硬化转变;抗剪强度随冻融循环和盐质量分数的增加而逐渐降低;对于盐质量分数0%的试样,内摩擦角受冻融循环影响不明显,在30°~34°之间;在短期冻融循环(1~9次)作用下,黏聚力呈上升趋势,在冻融循环9~20次过程中,黏聚力急剧下降,当冻融循环大于20次后,黏聚力逐渐趋于稳定;对于盐质量分数2%和5%的试样,短期冻融循环(小于9次)对内摩擦角影响不显著,而在冻融循环20次后,内摩擦角急剧减小;在冻融循环1~20次过程中,试样的黏聚力逐渐减小,在冻融循环20次时,黏聚力达到最小值;土样在反复冻融循环作用后,土体颗粒大量分解,粒度逐渐变细,细颗粒占比逐渐增大。研究结果可为类似工程提供理论指导。

关键词： 固体废弃物   贝利特硫铝酸盐水泥   冻融循环   水化硬化性能   抗压强度   抗拉强度   吸水率  

摘要： 为探究在冻融循环条件下,掺加固体废弃物的贝利特硫铝酸盐水泥混凝土的水化硬化性能,通过物理性能测试和扫描电镜,研究抗压强度、抗拉强度、吸水率的变化及微观结构调整。研究结果表明,冻融循环显著影响了材料的力学性能和微观结构,主要表现为孔隙度的增加和孔隙分布的不均匀性。这些发现为掺加固体废弃物的水泥材料设计和制备工艺提供了技术支撑。

关键词： 混凝土   隧道洞渣   高寒地区   冻融循环试验   抗冻性能  

摘要： 通过高寒地区隧道洞渣粗骨料混凝土冻融循环试验,研究在不同冻融循环次数下,隧道洞渣粗骨料取代率对混凝土抗冻性能的影响,分析试件相对动弹性模量、质量、抗压强度和劈裂抗拉强度损失率的变化规律。结果表明:混凝土的抗冻性能与洞渣粗骨料取代率呈负相关,当洞渣粗骨料取代率达到30%时,洞渣粗骨料混凝土相对动弹性模量、质量、冻融试验后的抗压强度和劈裂抗拉强度损失率与普通混凝土相差不大,其抗冻性能相对较好,冻融循环50次前试件破坏程度均较小而100次之后试件严重破坏,在冻融循环后期粉煤灰的填充效应随着洞渣粗骨料取代率的增加而增加。

关键词： 聚丙烯纤维   冻融循环试验   抗压强度   强度损伤模型  

摘要： 为提高混凝土在冻融环境下的耐久性,研究0.9 kg/m^(3)聚丙烯纤维掺量下混凝土等级和冻融循环次数两种因素对混凝土抗压强度和质量损失的影响。将C40、C50素混凝土和同等级聚丙烯纤维混凝土进行50、100、150、200次冻融循环试验。使用origin软件进行试验数据分析,并对建立抗压强度损伤模型。结果表明:冻融0次时,添加聚丙烯纤维对C40、C50素混凝土的抗压强度分别提高了4.2%和3.8%,随着冻融次数达200次时,聚丙烯纤维的加入使混凝土抗压强度损失率减小了7.9%和5.5%,说明聚丙烯纤维混凝土抗冻性优于普通混凝土。在试验数据的基础上,理论分析了不同配合比聚丙烯纤维混凝土冻融循环后抗压强度损伤规律,建立了混凝土冻融破坏后的力学性能损伤规律模型。

关键词： 花岗岩   冻融循环   单轴抗压强度   纵波波速  

摘要： 以伊春鹿鸣钼矿发育的花岗岩边坡岩体为例,开展不同风化程度的花岗岩岩石样品的冻融循环单轴抗压强度试验和纵波波速试验,得到不同风化程度的花岗岩冻融循环单轴抗压强度和纵波波速损失程度不同,风化程度高的花岗岩冻融系数较低;冻融循环作用下的花岗岩单轴抗压强度冻融系数与纵波波速损伤变量之间为线性关系,对于不同风化类型的花岗岩,其线性关系高度相近。从边坡稳定性分析的角度出发,提出了2种获取冻融循环花岗岩边坡岩体强度参数的方法,并进行了计算验证。结果显示:采用单轴抗压强度冻融系数直接折减抗剪强度,或采用纵波波速冻融系数折减RMR值后推导抗剪强度,所得结果均可进行边坡稳定性计算;相对来讲,后者计算的安全系数与边坡体实际稳定状态更为接近。