关键词： 岩土工程   粉土   冻融循环   剪切特性   微观结构   温湿条件  

摘要： 为了探究不同温湿条件下冻融循环作用对压实粉土剪切特性的影响,以郑州黄泛区粉土为研究对象,在-5~5℃和-15~15℃温度幅值冻融循环条件下,对含水率为6.0%、10.0%、14.0%、18.0%以及饱和含水率下的压实粉土试样进行冻融循环,并进行剪切特性试验及微观结构分析。结果表明:冻融循环过程中,压实粉土颗粒间的接触方式、排列组合和孔隙特征发生改变,抗剪强度呈先降低后逐渐趋于稳定趋势;由于土中水发生相变和颗粒间作用力发生变化,土样含水率越大,冻融温度幅值对土样剪切强度及其强度参数衰减作用越明显;相同温度幅值条件下,由于颗粒面胶结以及孔隙间水膜润滑的综合作用,冻融循环过程中压实粉土含水率越高,抗剪强度及黏聚力衰减比例越小,内摩擦角衰减比例越大。

关键词： 冻融循环   花岗岩   衰减模型   损伤变量   力学性能  

摘要： 冻融循环是造成寒区岩石力学性能劣化的主要因素之一。为了研究冻融循环中岩石的劣化损伤演化过程,选用花岗岩依次进行冻融循环试验和单轴压缩试验,分析花岗岩试样的变形情况和破坏特性。结果表明:冻融循环后花岗岩的力学参数呈指数型衰减,破坏模式改变且主裂缝数量增多。依据试验数据提出花岗岩的力学参数衰减模型,进一步分析损伤变量的演化规律。研究内容可为评估寒区岩体工程抵抗冻融循环的能力、计算工程的稳定性提供试验依据。

关键词： 高强灌浆料   全灌浆套筒   冻融循环   粘结性能   抗压强度   破坏形态  

摘要： 针对高强灌浆料和全灌浆套筒连接件,进行了不同冻融循环次数后的力学性能试验研究,并采用ABAQUS模拟了全灌浆套筒冻融循环后的损伤情况。结果表明:冻融循环后试块抗压强度损失最为严重;冻融循环50次内,试块的抗折强度损失率均小于5%;在冻融循环作用下,试件各接触面的粘结力下降,环肋位置受到的剪力增大,应变减小,平均破坏位移增加;经过75次冻融循环后,试件的极限粘结强度平均下降10.3%;试验与模拟对比得出,在冻融循环75次时,全灌浆套筒内灌浆料损伤严重,但灌浆料与钢筋之间的锚固性能并未完全失效;冻融循环100次时钢筋呈刮犁式拔出,试件破坏。

关键词： 冰碛土   高频冻融循环   破坏强度   SSA-BP  

摘要： 为探究高频冻融循环对冰碛土力学性质的影响,并建立高频冻融循环作用下冰碛土强度劣化的预测模型,以高寒高海拔地区冰碛土为研究对象,通过室内高频冻融循环试验及不固结不排水三轴试验,探究高频冻融循环次数和初始含水率对冰碛土破坏强度的影响规律,并基于试验数据和BP神经网络建立相应的预测模型,同时引入群智能优化算法对模型进行改进。研究结果表明:(1)高频冻融循环作用对冰碛土强度有着很大影响,在不同试验条件下,冰碛土强度劣化范围为30%~40%,且经过15~20次高频冻融循环后冰碛土强度劣化趋于稳定。(2)利用SSA-BP神经网络模型可反映高频冻融循环次数、初始含水率、围压与冰碛土破坏强度之间复杂的非线性关系,且预测误差明显小于BP神经网络模型,预测结果更加准确。(3)将SSA-BP神经网络模型与线性拟合采用的Logistic模型对比验证发现两者吻合度较高,进一步说明了SSA-BP模型的准确性。研究成果可为高寒高海拔地区的工程稳定性评价提供重要参数。

关键词： 高速公路   混凝土   配合比优化   冻融循环试验  

摘要： 特殊环境下高速公路混凝土抗冻性能较差,本文设计一种基于冻融循环试验的高速公路混凝土优化配合比。选择市售与自制两种不同减水剂以及8%、15%和30%三种掺量的粉煤灰初步配制高速公路混凝土,通过冻融循环试验最终确定最优高速公路混凝土配合比,并观察使用不同融雪剂在冻融循环试验中混凝土性能变化情况。试验结果表明,选取抗冻性能较为稳定15%掺量的粉煤灰配制高速公路混凝土在冻融循环后具有较高强度;使用无机盐融雪剂不会对混凝土路面造成破坏,从而提高高速公路的使用寿命。本文所设计的混凝土强度较高,具有较强抗冻性能,满足高速公路施工需求。

关键词： 硫酸盐冻融循环   粘结滑移   钢筋混凝土   PVA纤维  

摘要： 为了研究硫酸盐侵蚀冻融循环下聚乙烯醇(PVA)纤维钢筋混凝土的粘结滑移性能,对4种掺不同体积百分比PVA纤维混凝土进行不同次数的硫酸盐浸泡下的冻融循环实验。实验结果表明,在一定范围内,随着PVA纤维掺量的增高可以提高混凝土的抗压强度;PVA纤维可以一定程度上阻止硫酸盐对混凝土的侵入,在硫酸盐冻融初期可以增强混凝土的抗压强度;在混凝土中添加一定量百分比体积的PVA纤维可以增加钢筋混凝土粘结的峰值滑移,增加了混凝土的塑性应变,硫酸盐冻融次数的增加会减少钢筋在混凝土中的峰值滑移。

关键词： 冻融循环   土石混合体   水热运移   体积未冻水含量   冻胀融沉  

摘要： 冻融循环中含石率是影响土石混合体水热传输及冻融特性的关键因素之一。为研究冻融循环对土石混合体水热传输及冻胀融沉规律的影响,试验选用青藏粉质黏土与砾石组成的不同含石率(10%、25%、40%)的土石混合体为研究对象,进行10次单向冻融循环试验。结果表明:冻融循环中土石混合体的温度及未冻水含量的差异性与含石率具有强相关性,随着含石率的增大,土石混合体完全冻结的时间延长,未冻水含量变化速度降低;埋深的不同主要影响土石混合体的温度传输,进而影响试样的未冻水含量。对于含石率为10%、40%的试样,位移变化表现为冻结时的收缩和融化时的膨胀,试样冻结时的收缩率随含石率的增大而减小。

关键词： 化学锚栓   轻骨料混凝土   冻融循环   粘接强度   拔出承载力  

摘要： 为研究冻融循环作用下轻骨料混凝土锚固化学锚栓的拔出抗拉性能,分析冻融循环次数对抗拉性能的影响,并和普通混凝土后锚固化学锚栓的性能进行对比分析。选取倒锥形化学锚栓,制作轻骨料混凝土和普通混凝土化学锚栓试件各24个,进行静力约束抗拉试验,对比试验现象,分析化学锚栓在混凝土中的拔出承载力和粘接强度。研究发现倒锥形化学锚栓在两种混凝土中的破坏模式均为胶-筋界面破坏;粘结强度与拔出承载力均随冻融次数的增加而降低,但在轻骨料混凝土中的下降速度明显低于在普通混凝土中的下降速度。

关键词： 煅烧纳米凹凸棒土   纳米再生混凝土   冻融循环试验   孔隙结构   抗冻性能  

摘要： 为利用固体废弃物,以再生粗骨料的取代率为30%替代天然粗骨料并将煅烧纳米凹凸棒土取代水泥(0%、2%、4%、6%、8%)制成纳米再生混凝土,进行冻融循环试验,探究NAT对NRC抗冻性能的影响。利用扫描电镜及氮吸附法研究NRC微观结构的变化规律。结果表明,随着冻融循环次数增加,NRC质量损失率呈现先负增长后正增长的变化规律;在相同的冻融循环次数下,NRC的相对动弹性模量均在NAT掺量为6%时为最大值。适配掺量下NAT掺入后通过二次水化反应生成C-S-H凝胶,提高了砂浆内部及砂浆与骨料之间的密实度,填充了NRC内部部分中孔、大孔孔隙,提升界面过渡区强度,优化内部孔隙结构,进而提升再生混凝土的抗冻性能。

关键词： 泡沫轻质土   水泥改良土   冻融循环   强度损失率  

摘要： 为探究寒区路基新型材料泡沫轻质土强度特性,完成了不同湿密度下的泡沫轻质土路基的冻融强度损伤试验。并将新型路基材料泡沫轻质土和传统路基材料水泥改良土进行对比发现:水泥改良土在冻融前期强度会大幅下降,但是在冻融循环5次左右,抗压强度会有回升趋势;而泡沫土从冻融开始到结束始终随冻融循环次数增加抗压强度缓慢下降。强度损失方面,2种路基材料的强度损失速率不同,水泥改良土抗压强度下降速率比泡沫轻质土更快。泡沫轻质土损失率随循环次数变化波动较小,相较为稳定。冻融循环对水泥改良土损失率影响离散型较大。