关键词： 干湿-冻融循环   冻融循环时长   凝灰岩   岩石性质  

摘要： 冻融循环试验中的冻融时长是影响岩石性质变化的重要因素之一,而目前国内外试验对于岩石冻融循环时长相关内容尚未形成统一的标准。为探究岩石在冻融循环试验中达到完全冻融所需时长的变化规律,采取以浙东地区饱和凝灰岩试样作为研究对象,开展不同冻融循环时长的室内冻融循环试验研究。根据试样中心温度测量结果表明:冻融循环总时长随着冻融循环次数的增加,呈现出幂函数增长的趋势;冻结与融化过程都分为3个阶段:初冻与初融、水冰相变与冰水相变、深冻与深融阶段。随着冻融循环次数的增加,除融化过程的冰水相变阶段所需时间不随次数的增加而改变,其余各个阶段都随次数的增加,呈现出幂函数增长;冻结过程的各个阶段占比不随次数的增加而改变,但融化过程的初融阶段所需时间占比随冻融次数增加而逐渐减小,相反融化阶段深融阶段所需时间占比随冻融循环次数的增加而增加。本研究将对提高岩石冻融循环试验结果精度提供一定参考价值。

关键词： 改性黄土   聚丙烯纤维   冻融循环   回归模型  

摘要： 为了探究聚丙烯纤维和水泥共同改良黄土性能,通过无侧限抗压试验以及冻融循环试验,分析水泥掺量,聚丙烯纤维掺量与长度以及冻融循环次数对改性黄土无侧限抗压强度的影响.研究结果表明:改性黄土的无侧限抗压强度随着水泥掺量增多而提高,加入纤维则进一步提高其抗压强度.纤维的掺量和长度的增大会使改性黄土的无侧限抗压强度先提高后降低,聚丙烯纤维的最佳掺量为0.4%,最优长度为9 mm.水泥改性黄土经历15次冻融循环后,纤维增强水泥改性黄土经历10次冻融循环后强度损伤趋于平缓,变化幅度在3%左右.采用Lasso回归模型计算水泥-聚丙烯纤维改性黄土无侧限抗压强度回归预测模型,预测模型与试验结果吻合较好.

关键词： 土壤压实   结构恢复   冻融循环   人工孔隙   土壤温度  

摘要： 农机压实土壤的问题很难避免，而农田压实土壤的结构恢复至关重要，冻融循环是恢复压实土壤的有效方法。为了研究冻融循环+大孔隙对恢复压实土壤的作用，通过室内试验重塑压实土壤及人工孔隙措施模拟大孔隙，在不同土壤含水率条件下设计不同的冻融循环次数，利用温度传感器监测土壤温度波动，同时对比冻融循环前后压实土壤孔隙与团聚体参数的变化。结果表明，冻融循环过程中，有人工孔隙压实土壤在高、低两种含水率条件下，分别在第3次和第2次循环时开始大幅温度波动，相同含水率条件下无人工孔隙的压实土壤温度大幅波动则出现在第7次和第4次循环，经历多次冻融循环后，有人工孔隙压实土壤的团聚体平均尺度、结构系数等参数均要优于无人工孔隙的压实土壤。人工孔隙可通过调节土壤温度波动改变冻融循环在土壤中的作用强度，加速压实土壤结构恢复进程，冻融循环+大孔隙策略是改善土壤孔隙及团聚体结构的有效措施。

关键词： 冻融循环作用   冻结滞水促滑效应   形成机理   伊犁地区  

摘要： 伊犁地区属典型季节性冻土区,冻融黄土滑坡发育强烈,对人民生命财产安全造成巨大隐患。本文以伊宁县喀拉亚尕奇乡冻融黄土滑坡作为研究对象,采用现场实地调查、原位地温监测、室内试验和数值模拟方法等手段,开展冻融黄土滑坡形成机理研究。通过分析研究区内冻融黄土滑坡的发育特征及影响因素,证实了黄土滑坡表层土体受冻融循环作用的长期影响,并且将研究区内的季节冻融循环总结为未冻期、交替冻结期、冻结期、融解期4个阶段。结果表明,原状黄土的黏聚力受冻融循环次数的影响较大,在冻融循环4次时降低幅度达到最大,最后黏聚力有趋于水平的趋势;随着冻融循环次数的加大,内摩擦角呈现下降的趋势,但下降幅度较小,影响的度数为3°~5°。模拟结果显示冻融黄土滑坡的冻结滞水效应显著,冻结期由于冻结层强度较大,滑坡稳定性不降反增,初始融化阶段,斜坡稳定性骤降,处于整个冻融过程中最不稳定阶段。研究表明冻融黄土滑坡的形成受冻融循环作用和冻结滞水作用的双重影响。

关键词： 水泥   钢渣   冻融循环   抗压强度  

摘要： 在工业发展突飞猛进的背景下,钢铁作为各行各业中都需要用到的材料,在加工过程中也会产生许多难以有效利用的废渣。将钢渣与水泥按照一定的级配混合后作为公路路基填料,能够解决部分钢渣处理问题。主要分析了在冻融循环作用下水泥-钢渣混合料的承载力问题,通过室内试验得到以下结论,一是在满足公路等级要求的级配下,随着冻融循环的次数增加,试件的裂隙增多,呈现骨料外露,承载力显著下降;二是试件在冻融作用下质量随着循环次数先增大后减小,强度则随着循环次数增加不断减小,三是通过试验与数据处理得到试件抗压强度与循环次数的关系式,可以为后续实地试验以及现场施工提供预测指导。

关键词： 砂岩   冻融循环   孔隙结构   细观劣化  

摘要： 为探究冻融循环作用下岩石孔隙结构的细微观演化规律,借助电镜扫描仪、核磁共振系统开展了一系列冻融循环试验。结果表明,当冻融次数大于60次时,中孔区域围成的T2谱面积逐渐增大;当冻融次数增至120次时,由于冻结力作用造成的结构劣化损伤不可逆,T2谱右峰面积较其他工况显著增加,孔隙度逐渐增大,并呈幂指函数形式增加。在水分迁移和结晶膨胀作用影响下,岩石中微孔扩展贯通,小孔隙结构不断演变为中孔和大孔结构。孔隙结构分维值与冻融循环次数呈负相关关系,孔喉分形结果的相关性高于孔径。研究结果有助于理解寒区环境下工程岩体冻胀开裂、冻融滑塌等作用机制。

关键词： 黄土   冻融循环   围压   动剪应变幅值γ_(d)   动力特性参数  

摘要： 黄土作为一种广泛分布在青海省境内的特殊土,长期承受冻融循环与地震荷载的双重影响,其地震易损性和水敏性的问题一直被广泛讨论。为寻求黄土在冻融循环和动荷载耦合作用下动力特性的变化规律,以西宁地区黄土为研究对象,施加正弦波形式的循环动荷载,开展动三轴试验,分析了围压、冻融循环次数和动剪应变幅值γ_(d)对黄土的骨干曲线、动剪切模量G_(d)、动剪切模量比G_(d)/G_(d max)及阻尼比λ的演变规律。结果表明:黄土的骨干曲线在经历6次冻融循环后趋于稳定,可将骨干曲线的发展过程分为弹性阶段和弹塑性阶段;分别采用Hardin-Drnevich模型和改进的Hardin-Drnevich模型对动剪切模量曲线进行拟合,发现用改进的Hardin-Drnevich模型拟合动力参数效果较好;随着围压的降低,G_(d)/G_(d max)-γ_(d)关系曲线分布更为分散且有逐渐减小的变化趋势;随着γ_(d)的增大,λ不断增大,且土体在各围压条件下,经历不同冻融循环次数后,G_(d)/G_(d max)和λ存在最大值和最小值。该研究初步掌握了青海地区黄土在冻融循环作用下的动力学参数,研究成果可为寒区抗震设计提供设计参考。

关键词： 冻融循环   性质劣化   黄土滑坡   稳定性分析  

摘要： 新疆伊犁地区作为我国西北地区气候较敏感区域之一,地质灾害较发育,且地质灾害具有危险性严重、危害程度大、成灾速度快等特点,对社会经济发展影响巨大。为加强地质灾害防治,构建安全的生产生活环境,本文以伊犁地区新源县阿勒马勒镇黄土滑坡为研究对象,综合利用野外地质调查、现场取样、室内试验分析等方法,分析了该地区黄土在冻融循环作用下其强度变化的特征以及对滑坡稳定性的影响。结果表明,随着冻融循环次数的增加,滑坡土体强度出现不同程度劣化,与此同时,滑坡稳定性变化趋势也与土体强度劣化趋势一致。分析认为,在冻融循环作用下,黄土空间结构出现不同程度破坏,造成土颗粒级配及接触类型发生变化,使得土体强度出现不同程度的衰减。滑坡整体稳定性受冻融作用的影响而产生变化,在经历3次冻融循环以后,滑坡稳定性发生突变,之后滑坡长期处于蠕滑状态。在此过程中,黄土滑坡变形失稳区域主要集中在滑坡浅层,变形贯穿区域仅限于上层冻结区域土层,不易出现中深层滑坡,滑坡变形程度较轻。研究成果可为新疆伊犁地区地质灾害防灾减灾提供参考价值,也可为类似地区的黄土滑坡地质灾害研究提供参考。

关键词： 膨胀土   冻融循环   风化砂   动三轴试验   阻尼比  

摘要： 对风化砂改良后的膨胀土试样进行冻融循环试验与动三轴试验,探究不同冻融周期与风化砂掺量下土体阻尼比的变化规律。试验结果表明二者均对阻尼比有较大影响:冻融循环使土体的微观结构发生改变,孔隙率增加,黏粒含量增多,最终使试样的粘滞性变大,故阻尼比随冻融次数的累积而逐渐增加,但变化幅度越来越小,历经6次冻融后,阻尼比基本趋于稳定值;风化砂的掺入加大颗粒间的摩阻力,使颗粒发生滑动错位的概率减小,故土体等效阻尼比与掺砂率呈反比,随着掺砂率的不断增加,试样等效阻尼比在不断减小。

关键词： 冻融损伤   应力水平   冻胀应变   残余应变  

摘要： 对不同应力水平的混凝土圆柱体构件进行了冻融循环试验,在冻融循环过程中通过动态模拟法得到了冻融全过程混凝土冻胀应变的发展规律.试验结果表明:冻融循环过程中随温度降低冻胀应变不断增大,温度回升后冻胀应变随之降低.随着冻融循环次数的增加,钢筋有效应变逐渐降低,冻胀应变滞回环的上部包络线随之升高,残余应变不断增加;随应力水平的增加,钢筋有效应变损失速率加快,冻胀应变逐渐降低.