关键词： 岩石力学   冻融循环   三轴卸围压   砂岩   力学特性   破坏模式  

摘要： 为探讨寒区边坡工程岩体受冻融循环和开挖卸荷双重作用的影响规律,对经历不同冻融循环次数的砂岩进行单轴、三轴压缩及峰前卸围压3种力学试验,重点研究冻融循环后砂岩在卸荷应力路径下的力学性能和破坏特征。试验结果表明:(1)冻融循环次数增加导致岩样峰值强度和弹性模量逐渐减小。(2)相同围压降低量下,岩样径向应变与体应变变化较大,轴向应变变化相对较小。(3)冻融损伤越大,径向应变和体应变对围压降低越敏感。(4)岩样变形模量在卸围压过程中逐渐降低,冻融循环次数越高降低速率越小,且初始变形模量越低。(5)泊松比在卸围压过程中逐渐增大,冻融循环次数越高增速越低,泊松比增长初期与体应变大致呈线性关系。(6)不同冻融循环次数下岩样单轴压缩破坏模式均为劈裂破坏;常规三轴压缩破坏模式均为剪切破坏,剪切带大致沿端面对角开展,并伴随局部岩块掉落;峰前卸围压破坏模式为介于单轴和常规三轴间的混合模式。

关键词： 裂隙潜水   冻融循环作用   爆破震动  

摘要： 边坡治理工程的防治对策是在查明其工程地质条件的基础上,深入分析其成因机制,了解其稳定性和危害性,找出影响稳定性的因素及相互关系,从而有针对性地采取相应的防治措施,达到最经济、最有效的防治目的。文章介绍了针对磁海铁矿露天采场边坡防治的措施。

关键词： 土力学   粉砂土   冻融循环   屈服面   莫尔–库仑准则  

摘要： 为研究冻融循环对青藏粉砂土屈服及强度特性的影响,进行环境冷却温度-5℃、室温下融化,不同冻融循环次数及围压下的饱和粉砂土的固结排水三轴剪切试验。结果表明:粉砂土在整个剪切过程中呈现出剪缩的特性,且其应力–应变关系为应变硬化型,冻融循环未改变粉砂土的应力–应变及体变型式。未冻融粉砂土的体积屈服面和剪切屈服面可分别用椭圆型曲线和过原点的线性函数进行描述。冻融循环未改变粉砂土屈服面的形状,且冻融粉砂的体积屈服函数及剪切函数与塑性应变和冻融循环次数的关系可用相应的幂函数形式进行表示。其抗剪强度随着法向应力的增大而增大,随着冻融循环次数呈现出先降低后升高的趋势。冻融循环后,粉砂的黏聚力由4.82 k Pa降至2.07 k Pa,而内摩擦角则由27.11°最低降至22.93°。根据不同冻融循环次数下粉砂强度随法向应力的变化规律,指出可用线性莫尔–库仑准则来描述其强度特性。

关键词： 冻融循环   渗透性   分形理论   分形维数  

摘要： 在季节冻土区,周期性的冻融作用改变土体的内部结构,导致土体的渗透性发生变化。黄土渗透性变化的原因可以归结为两类:1黄土孔隙孔径大小的变化。2黄土颗粒粒径大小的变化.因为分形理论能够很好地估算土体的结构特征,所以本文基于分形理论探究冻融循环后黄土渗透性变化的原因。对经历过冻融循环的原状黄土和重塑黄土进行颗粒质量-粒径分布和孔隙体积-孔径分布分形计算,结果显示:原状黄土和重塑黄土的颗粒质量-粒径分形维数与渗透系数的拟合度R2分别为0.7509和0.8222,高于孔隙体积-孔径分形维数与渗透系数的拟合度0.467和0.4576。颗粒质量-粒径分形维数与渗透系数的拟合度比孔隙体积-孔径分形维数高,说明土颗粒粒径对渗透性的影响大于孔隙孔径,即土体渗透性与土颗粒粒径大小有高度相关性,而与孔隙孔径的关系弱于颗粒粒径。

关键词： 岩石力学   冻融循环   数值模拟   HJC模型   动载强度  

摘要： 对冻融前后的花岗斑岩进行相关静态、动态力学试验,获得试样不同冻融次数下的弹性模量、泊松比、单轴抗压强度、抗拉强度及冲击动载应力–应变曲线。在Holmquist-Johnson-Cook(HJC)模型参数分析的基础上,对经历不同冻融次数的花岗斑岩进行分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验模拟。结合室内试验数据与数值模拟计算结果,分析花岗斑岩动载强度与应变率及冻融次数的关系。研究结果表明:试样冻融前后动态应力–应变曲线形态有所区别,SHPB试验的反射波和透射波形态发生明显变化,相同入射波情况下试样产生不同的应变率;SHPB试验数值模拟结果与实测值吻合较好,得到的不同冻融次数下花岗斑岩HJC模型参数是可靠的,数值模拟与室内试验相结合是研究分析的有效方法,二者优势互补;花岗斑岩动态强度受冻融次数与应变率共同影响,其影响效应相反,相互耦合。岩石冻融循环作用下的动载强度研究是一项重要课题,是冻融损伤条件下岩石动态本构关系研究的基础,对解决寒区露天边坡稳定性问题具有重要意义。

关键词： 土体固化   碳化   粉土   粉质黏土   冻融循环   水泥土  

摘要： 采用室内三轴碳化装置研究了活性Mg O碳化固化土的冻融耐久性能,对冻融循环作用下碳化固化土的无侧限抗压强度等进行了测试分析,并与水泥固化土进行了试验比较.结果表明：活性Mg O固化粉土碳化3 h试样的无侧限抗压强度可达5 MPa左右,粉质黏土碳化24 h试样可达4.5 MPa左右;冻融循环作用下,碳化试样和水泥土试样的密度和干密度基本不变;碳化试样与水泥土试样在冻融循环中的无侧限抗压强度和E50表现出类似的变化趋势,即先略有降低,后又逐渐提高.碳化固化土经6次冻融循环后,其强度由5 MPa左右降低到4.5 MPa左右,而水泥土试样经4次冻融循环后其强度由1.6 MPa降低到1.4 MPa左右,二者均具有较好的抗冻融性能.微观测试分析表明,活性Mg O碳化固化土生成的镁碳酸化合物经冻融循环后没有发生明显变化,但试样内部0.1～1.0μm的孔隙减少,1～30μm的孔隙增加,累计孔隙体积略有增加,这也是导致强度略有降低的原因.

关键词： 冻融作用   黑土   有效磷  

摘要： [目的]分析冻融循环作用和土壤含水率对土壤磷素的有效性产生的影响,为控制农业非点源污染、明确冻土区土壤的磷素循环过程和准确评估区域的磷素收支提供依据。[方法]以东北黑土为研究对象,研究冻融次数、土壤含水率和土壤有效磷背景值对黑土有效磷含量的影响。采用室内模拟冻融循环的方法,冻融循环次数为30次,冻融温差为-10-7℃,监测冻融条件下黑土有效磷含量的变化。[结果]随着冻融循环次数的增加,它对有效磷含量的影响逐渐下降,至20-30次循环中不具有显著性影响,有效磷背景值的影响在5-20和20-30次循环中占主导地位;在0-30次冻融循环中,有效磷含量的变化表现出双峰型曲线特征,相邻冻融循环次数有效磷含量的变化大多具有显著性差异,变化由剧烈到平缓;土壤含水率越高,有效磷含量变化越剧烈;土壤有效磷背景值越高,有效磷含量越稳定。[结论]冻融循环次数、土壤含水率、土壤有效磷背景值3个控制因子对有效磷含量的影响程度随冻融循环次数的增加而变化。

关键词： 宽级配砾质土   冻融循环   渗透试验   复合防渗系统  

摘要： 针对西北地区特殊的气候条件和砾质土料源丰富的实际情况，提出采用宽级配砾质土代替黏土作为iI合成材料膨润土垫（GCls）的保护层共同构成垃圾填埋场复合防渗系统的构想。文中选取宁夏银川地区冲一洪积作用形成的天然砾质土料，经人工掺和制配成满足规范对GCI＋防渗垫保护层渗透系数要求的宽级配砾质土样，在实验室对该土样进行了冻融循环作用下的渗透性能试验研究。结果显示，随着冻融次数的逐渐增加，土样的冻胀率逐渐变大，渗透系数也相应增大，经过12次冻融循环后，渗透系数约增大1～2个数量级；冻融循环初期，冻融作用对土样的影响最为剧烈，随着冻融循环次数的增加以及时间的延续，土样性状逐渐趋于稳定。由于宽级配砾质土对冻融循环作用的敏感性小于粉质黏性土，故采用宽级配砾质土作为Cls／GM的保护层共同组成填埋场复合防渗系统是值得期待的。

关键词： 混凝土超低温   冻融循环   上下限温度   受压强度  

摘要： 通过常温及-30℃至-120℃间冻融循环作用混凝土的试验,得到混凝土超低温冻融循环下受压强度的变化规律。结果表明,经历冻融循环作用的混凝土破坏形态基本同常温,但冻融循环上限温度时不再呈对顶棱锥状;冻融循环作用导致的混凝土受压强度恶化主要集中于初期,随冻融循环次数继续增加则影响较小;冻融循环作用上下限温度时的混凝土受压强度变化规律相似,不同冻融循环工况下混凝土受压强度在冻融循环开始时相似,但随后有所不同。

关键词： 冻融循环   质量损失   硫酸盐   抗冻性  

摘要： 通过冻融循环试验,比较不同水灰比、不同胶凝材料、不同浓度硫酸钠溶液对质量损失的影响。结果表明:相同条件下水泥砂浆试件在5%的硫酸钠溶液中进行冻融循环,其质量随冻融循环次数增加呈逐渐下降的趋势,且水灰比越大,质量损失率越大;随冻融循环次数增加,掺加粉煤灰的砂浆试件对冻融循环由抑制作用变为促进作用,而高抗硫酸盐水泥的抗冻性优于普通硅酸盐水泥;相同水灰比下普通硅酸盐砂浆试件在硫酸盐中的质量损失率比水中小,即硫酸盐中的抗冻性优于水中的抗冻性。