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。

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。