关键词： 大直径泥水盾构   冻融循环   废弃浆渣   劣化机制  

摘要： 盾构隧道排放的渣土改性成路基材料可显著提高资源利用效率,但在反复冻融环境下存在安全隐患。依托武汉某盾构隧道工程,以大直径泥水盾构废弃浆渣为研究对象,通过添加自主研发的固废基胶凝剂(Cement-Slag-Gypsum-Alum,CSGA)及玄武岩纤维(BF)对盾构浆渣进行改良,并对CSGA-BF改良后的盾构浆渣开展冻融循环试验,研究不同纤维掺量、冻融循环次数等条件对改良盾构浆渣的外观劣化特性、力学特性及微观损伤机制的影响。结果表明:在冻融循环作用下,改良浆渣体积呈波浪式变化,并且整体表现为体积膨胀;随着冻融循环次数增加,改良盾构浆渣的无侧限抗压强度及弹性模量均呈现非线性递减,适当掺量的玄武岩纤维可增强筋-土界面的摩擦力,对浆渣的抗冻性具有重要作用,但纤维过量添加也会造成试样强度降低;当冻融循环达到9次后,改良盾构浆渣的抗压强度及弹性模量趋于稳定并且孔隙之间呈现贯通趋势。

关键词： 细粒硫酸盐渍土   盐冻胀力   冻融循环   含盐量  

摘要： 硫酸盐渍土在失水或者温度降低的情况下会产生盐胀现象,严重影响结构物的正常使用.为研究细粒硫酸盐渍土盐冻胀力学特性,选取青海乐都公路段二十里铺区沿线硫酸盐渍土,采用自制试验箱,开展室内冻融循环试验,分析含盐量及冻融循环次数对法向盐冻胀力的影响.试验结果表明:冻融循环过程中,土中盐溶液向土体上表面迁移,同时析出的盐结晶和冰结晶使土样中硫酸钠溶液浓度增大,从而引起土体膨胀变形.压实系数为0.93、含水率为20%的细粒硫酸盐渍土盐冻胀力随着含盐量和冻融循环次数的增加而增大,盐冻胀力的增长趋势随着冻融循环次数的增加逐渐降低;在一个冻融循环周期内,按照盐冻胀力中盐胀占比及冻胀占比随温度变化的规律,将盐冻胀力变化分为四个阶段:盐胀阶段、盐冻胀耦合阶段、冻胀阶段、融化阶段,并测得含盐量为1.5%~4.0%的细粒硫酸盐渍土冻结温度在2~-5℃内变化,且冻结温度随着含盐量的增加而降低;盐冻胀力冻结峰值与残余值随着冻融循环次数的增加而增加,表明细粒硫酸盐渍土的盐冻胀力具有累加性,且含盐量越大累加性越强.

关键词： 芳纶纤维   混凝土   力学性能   强度预测模型   复合材料  

摘要： 芳纶纤维具有纤维含量高、密度小、韧性大等特点,对提升混凝土材料的力学性能有着巨大的潜力。以芳纶纤维为原料,对冻融循环作用下不同纤维体积掺量(1%、2%、4%)及纤维长径比(200、400、600)的芳纶纤维增强混凝土(AFRC)力学性能进行试验研究,得到了AFRC的抗压强度和抗拉强度。试验结果表明,随着冻融循环次数的增加,混凝土的抗压强度和抗拉强度均有所降低。在循环60次时,AFRC抗压强度和抗拉强度均降低50%左右。AFRC抗压强度随纤维体积掺量的增加而降低,随纤维长径比的增加而增加,抗拉强度基本保持不变。此外,基于试验数据建立了芳纶纤维增强混凝土抗压强度及抗拉强度的预测与转换模型。

关键词： 土石混合体   冻融循环   温度   未冻水含量   变形  

摘要： 冻融循环作用显著影响土石混合体的水-热-变形相互作用过程及力学特性。基于此,本文开展了单向冻融循环作用下土石混合体水-热-变形相互作用及无侧限抗压强度试验。通过单向冻融循环装置对30%砾石含量的土石混合体进行了4次单向冻融循环试验,每次循环根据设定的温度变化曲线持续168小时,模拟实际自然环境中冻结和融化的周期。同时,利用微机控制电液伺服万能试验机开展了未冻融和冻融循环后试样的力学特性测试,并探讨了冻融循环对土石混合体微观结构劣化机理的影响。研究结果表明:单向冻融循环对试样内温度、水分和变形有显著影响。冻融循环过程中土石混合体的融化速率大于冻结速率,试样在冻融循环过程中存在着体积未冻水的迁移和重分布。第一次冻融循环对土石混合体变形影响最为显著,试样的净变形随着冻融循环次数的增加先增大后趋于稳定。此外,反复的单向冻融循环改变了试样的孔隙结构。冻融循环后试样的抗压强度和变形模量分别减小了45.31%和60.92%,其衰减幅值随着冻融循环次数的增加而降低。

关键词： 纤维混凝土   盐冻循环   强度衰减模型   盐冻损伤模型  

摘要： 为研究混杂纤维混凝土抗盐冻性能,对5组在硫酸盐-氯盐溶液中冻融循环后的混杂纤维混凝土进行了力学性能试验,对比分析了混杂纤维混凝土在不同盐冻循环次数后的抗压、劈拉破坏形态、强度损失率及盐冻损伤。试验结果表明:在0~200次盐冻循环期间,钢-聚丙烯混杂纤维混凝土抗盐冻性能最佳,单掺纤维混凝土中1.2%钢纤维掺量抗盐冻性能略优于0.8%钢纤维掺量。以Weibull分布理论建立了纤维混凝土盐冻损伤模型,根据冻融条件下混凝土强度衰减模型建立了改进的盐冻循环作用下纤维混凝土的强度衰减模型。联立强度衰减模型与盐冻损伤模型,建立混杂纤维混凝土盐冻损伤度演化方程,可通过盐冻循环次数和相对强度来预测纤维混凝土的盐冻损伤。

关键词： 粉砂质硫酸盐渍土   冻融循环作用   盐-冻胀变形   微观结构   变形  

摘要： 【目的】为探究南疆地区粉砂质硫酸盐渍土的变形特性,【方法】在封闭系统条件下对粉砂土进行冻融循环试验,利用扫描电镜对土体结构进行表征分析。【结果】结果显示:粉砂质硫酸盐渍土硫酸钠含量为0和1.0%时变形以融沉为主,5次循环后变形量分别为-1.30 mm、-1.02 mm;硫酸钠含量为2.0%、5.0%、8.0%时变形表现为盐胀-冻胀变形,5次循环后变形量分别为2.46 mm、8.53 mm、3.43 mm。【结论】结果表明:粉砂质硫酸盐渍土在冻融循环作用下温度和硫酸钠含量是影响土体发生冻融变形的主要因素。在低温区间土体的变形随温度的降低表现为盐胀-冻胀,在升温过程中土体先后出现冰融和盐溶变形;土体的最终变形量与硫酸钠含量的变化表现为先增后减,当硫酸钠含量为5.0%时,土体的盐-冻胀率达到最大为2.5%。运用扫描电镜可发现粉砂质硫酸盐渍土经冻融循环后在自重作用下会产生沉降,内部盐分重结晶是抑制沉降甚至造成土体膨胀的主要原因。

关键词： 分散性土   木质素磺酸钙   物理力学性质   养护龄期   塑性破坏  

摘要： 为了使分散性土可直接作为路基填料,文章提出采用木质素磺酸钙改良分散性土并测定其物理力学性质,判定其工程适用性。主要结论如下:(1)随着木钙掺量的增加,土体的液限、塑限以及最优含水率均出现下降,土样的破坏模式逐渐过渡至塑性破坏;土体抗压强度先增大后减小,压缩系数先减小后增大;(2)随着土样养护龄期的延长,改性土的无侧限抗压强度也逐渐增大,压缩系数不断减小:(3)当木钙掺量为1%、养护时长为28 d时.改性土的土体结构稳定性较好,各项指标基本满足路基填料的要求。