关键词： 橡胶集料混凝土   冻融循环   拌合物性能   力学性能   机理分析  

摘要： 随着汽车工业的迅猛发展，废旧轮胎已成为主要的固体废弃物之一，废旧轮胎的回收利用问题引起了人们的关注。近年来，大量研究成果表明，将废旧橡胶粉碎后掺入混凝土中拌制成橡胶集料混凝土，橡胶自身的弹性以及其“固体引气”作用可以提高混凝土的耐久性，大多学者对橡胶集料混凝土的耐久性已经进行了较为系统的研究，但是忽略了冻融循环后橡胶集料混凝土的力学性能。力学性能是评定结构安全性的直接标准，开展冻融循环后力学性能的研究，建立可量化的计算方法，不仅可以为实际工程的安全性提供直接的参考借鉴，而且具有重大的环保效应。 本文通过试验研究，以5～8目、30～40目和60～80目三种橡胶粒径以及按照5%、10%和15%的比例等体积取代细骨料的掺配方式为主要参数，对橡胶集料混凝土的拌合物性能、冻融循环后的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度以及其应力应变曲线进行研究，分析了各性能指标随冻融循环次数的变化规律，建立了橡胶集料混凝土强度的退化模型以及应力-应变曲线方程，并通过对其含气量的测量，得出橡胶集料混凝土的气泡间距系数，进一步解释橡胶粒作为一种固体引气剂掺入混凝土中提高其耐久性的机理。 试验研究结果表明，橡胶混凝土的含气量随着橡胶粒径的减小和掺量的增加而增长；当橡胶粒径为5～8目时，橡胶掺量越大坍落度越大，而当掺入橡胶粒径为30～40目和60～80目的橡胶粉时，橡胶掺量越大坍落度反而越低；能够改善混凝土冻融循环后抗压强度以及劈裂抗拉强度的最佳橡胶掺量为10%，掺入橡胶的最佳粒径为60～80目，并且此时冻融循环后的应力最大，应变最小。

关键词： 再生混凝土砖   砌体结构   冻融循环   力学性能   冻融损伤恢复力模型  

摘要： 砌体结构在我国有着悠久的历史，在我国中小城市和农村，砌体结构仍然是主要的建筑结构形式。再生混凝土砖以建筑垃圾为掺杂材料，符合环保理念，将会是今后砌体材料发展的主流。在许多偏北城市，冻融大气环境对于砌体结构的耐久性的影响很大，而砌体结构的耐久性能退化对其抗震性能的影响不可忽视。国内外关于冻融环境下砌体结构的研究成果较少，因此砌体结构的耐久性及其抗震性能研究十分必要和迫切。 本文设计、制作了4片再生混凝土砖墙，利用气候模拟实验室系统，制定了砖砌体墙片的冻融循环制度对其进行冻融试验。对不同冻融循环作用下的试件，经过低周反复加载试验，对比分析了试件的破坏过程与特征、耗能能力、刚度退化、延性等抗震性能特征指标。结果表明，随着冻融循环次数的增加，墙片抗震性能指标不断下降：总体耗能能力不断下降，抗剪承载力显著下降，刚度、延性明显降低。试验结果可为既有砌体结构抗震可靠度的评价提供参考，为今后完善相关规范规程提供理论支持。 结合试验结果的统计与分析，提出了考虑冻融损伤的再生混凝土砖墙三折线恢复力模型，确定了模型各特征点的计算公式及加、卸载刚度退化与滞回规则，为今后对考虑冻融损伤的砌体结构地震反应分析提供理论依据。 在试验研究的基础上，利用有限元软件ABAQUS进行了砖砌体墙的数值模拟，通过输入不同冻融循环次数下材性本构、弹性模量等变量，得到了砖墙片单调作用下荷载-位移曲线。经对比分析，计算结果与试验结构较为吻合，验证了该模型的合理、准确性，为今后冻融环境作用下砌体结构进一步多参数、深层次动力分析奠定了基础。

关键词： 活性粉末混凝土   海洋环境   冻融循环   耐久性   微观分析   寿命预测  

摘要： 摘要：在长期海水侵蚀和冻融循环的耦合作用下,沿海寒冷地区的海工混凝土结构会出现内部损伤、承载力下降以及使用功能退化等耐久性问题。为了延长这种恶劣环境下结构的使用寿命,将具有良好力学性能和优异耐久性的活性粉末混凝土用于海洋建筑结构中的现实意义巨大。本文通过试验研究和理论分析,在确定活性粉末混凝土中钢纤维最优体积掺量2%的基础上,以粉煤灰、矿粉替代硅粉掺量为主要变化参数,以C50高性能混凝土为对比试件,测定了各组试件的质量损失率、抗压强度损失率和不同深度处氯离子含量,并利用SEM研究了海水冻融循环前后试件内部的微观形貌变化,初步探索了海水冻融循环作用下活性粉末混凝土的耐久性,主要工作及结论如下： 海水冻融循环作用下,活性粉末混凝土的耐久性远优于C50高性能混凝土。由于活性粉末混凝土质量随着海水冻融循环作用的增加有所提高,不建议使用质量损失率作为其抗海水冻融循环作用的评价指标,建议选用抗压强度作为其抗海水冻融循环作用的评价指标。粉煤灰或矿粉的掺入使活性粉末混凝土初始强度降低,同时,这两种矿物掺合料都能够显著提高活性粉末混凝土在海水冻融循环作用下的耐久性。 海水冻融循环作用对混凝土微观形貌产生的影响很大。SEM实验结果表明：海水冻融循环作用后,C50高性能混凝土内CH减少,AFt增多,还有黏聚性较低的镁盐类腐蚀产物生成；活性粉末混凝土有AFt晶体以及F盐生成,未观察到明显的镁盐类物质。 粉煤灰和矿粉对活性粉末混凝土中自由氯离子渗透性能的影响较大。结合Fick第二定律拟合出活性粉末混凝土的氯离子扩散系数D,最后再考虑扩散系数D的时间依赖性对其进行修正,结果表明活性粉末混凝土氯离子扩散系数随时间变化呈指数关系。 建立冻融和氯离子侵蚀耦合作用下的结构寿命预测模型。当冻融破坏为主要影响因素时,C50高性能混凝土使用寿命小于30年,活性粉末混凝土使用寿命均大于80年；当氯离子侵蚀破坏为主要影响因素时,对使用寿命进行了Monte Carlo数值模拟,发现随机模拟得到的使用寿命较好的服从两参数的Weibull分布,结果表明粉煤灰和矿粉均能够提高使用寿命,但二者掺量变化使用寿命提高的规律不同,同时,增加保护层厚度是提高使用寿命的重要措施。

关键词： 冻融循环   工程性质   土体结构   物理性质   力学性质  

摘要： 寒区工程被破坏的最主要原因之一就是冻融循环作用,冻融循环过程可导致土的工程性质发生较大的变化,进而导致寒区工程设施产生变形,甚至失稳。对冻融循环作用下土的结构、基本物理性质以及力学性质进行了分析和总结。研究发现:冻融循环作用后土颗粒之间的原有结构被破坏,从而形成新的结构,土中团粒会发生分裂和团聚作用,团粒粒径向均一性趋势发展,并且在不同的内部及外部条件下,土会产生不同的构造;冻融循环后,土的渗透性增大,塑性指数减小。松散土和密实土的密度以及孔隙比具有不同的变化趋势,并且可使无湿陷性的黄土状土中大孔隙增加并产生湿陷性。土的力学性质变化趋势不一,一方面这与土的构造变化直接相关,另一方面冻融循环试验方法的不同也是引起研究结果差异性较大的重要原因。因此,需要建立冻融循环作用下土工程性质变异性的判定方法、评价及预测体系,而这些也可能成为未来研究工作的方向。

关键词： 煤矸石混凝土   动弹性模量   质量损失率   耐久性指数   冻融循环  

摘要： 为探讨煤矸石作为骨料制备混凝土的耐久性,对其指标之一冻融循环性能进行了基础试验研究,结果表明:在常用水灰比的情况下,煤矸石骨料混凝土的抗冻性能指标能够满足要求;在相同水灰比的情况下,煤矸石骨料混凝土的耐久性指数比普通混凝土有所降低,质量损失率有所增大,主要因为在煤矸石骨料中的孔隙水产生较大冻胀应力造成的;随着水灰比的增加,煤矸石骨料混凝土与普通碎石混凝土的耐久性指数都降低,二者的质量损失率也都增大,主要是由于水灰比增加,不同骨料混凝土的强度、结构密实度都降低造成的。试验结果表明,采用煤矸石制备混凝土时,应在满足和易性的基础上,尽量降低单位用水量,水灰比不宜超过0.50。

关键词： 岩石力学   饱和砂岩   冻融循环作用   损伤模型   开孔隙率  

摘要： 首先分析饱和砂岩所经历的冻融作用的特点,认为冻融作用是一种低周疲劳荷载,且砂岩冻融循环作用下的受力状态可简化为单向拉伸荷载的循环作用。基于以上分析,在疲劳损伤理论的基础上,建立砂岩在冻融循环作用下的损伤演化方程。同时,通过对饱和砂岩冻融循环过程中的物理性质的观测,及对砂岩自身结构特点的分析,选取砂岩的开孔隙率作为损伤变量。之后通过试验数据对所建立的损伤模型进行验证,并探讨损伤方程中各参数的确定方法。经过验证,该损伤模型能较好地反映饱和砂岩在冻融循环作用下的损伤扩展规律,可以为相关的研究提供参考。

关键词： 混凝土   冻融循环   SHPB   应变率效应   抗压强度  

摘要： 针对冻融循环后混凝土的静态力学特性已进行了广泛研究，然而其动态力学性能研究尚未见报道。首先采用快速冻融方法，对1组混凝土试件分别进行了0、40、80、120、150、180、210、240、270、300次冻融循环试验，然后利用电子万能试验机和SHPB试验装置，进行了受冻融循环作用试件的抗压性能和动态冲击性能试验，得到了混凝土抗压强度随冻融循环次数和应变率的变化规律。试验表明，冻融循环对混凝土的静态抗压强度具有显著影响，但对试验中混凝土的动态抗压强度未见明显影响。

关键词： 道路工程   沥青混合料   冻融循环   低温弯曲   油石比  

摘要： 青藏高原多年冻土区的低温和频繁冻融循环作用导致沥青路面低温开裂严重。通过冻融循环作用后的沥青混合料弯曲试验,分析了冻融循环次数、油石比、级配对沥青混合料低温弯拉特性的影响。试验得出,在冻融循环作用下,沥青混合料低温弯拉特性均有所降低;经历15次冻融循环作用后,沥青混合料的低温抗弯拉强度、弯拉应变和破坏劲度模量的衰减逐渐趋于稳定;在最佳油石比附近,沥青混合料的抗弯拉强度最大,且提高油石比有利于减轻冻融循环的影响;AC-13级配沥青混合料的抗弯拉强度高于AC-10和AC-16混合料。

关键词： 路基土   冻融循环   静三轴压缩实验   强度参数  

摘要： 以大连海事大学附近黄浦路路基土为研究对象,通过SLB-1型三轴试验仪进行不同冻融次数的三轴压缩试验,研究冻融对土的特性的影响.在不同围压(0-800kPa)和不同冻融循环(0-20次)的组合条件下,获得含水率、主应力差-应变、强度参数的变化规律.试验结果表明:相同冻融次数时,剪切强度随围压增大而增大;相同围压下土的内摩擦角、黏聚力和剪切强度随冻融次数的增加呈现先减小后增大的趋势;含水率随冻融次数的增加先升高后降低.转折点对应冻融次数在7次左右.采用超固结效应机理对冻融过程特性变化进行分析.