关键词： 冻融循环   根-土复合体   冻融界面   边坡稳定性  

摘要： 为研究季冻区生态边坡的稳定性,通过室内试验研究了冻融循环次数与含水率共同作用下素土及根-土复合体抗剪强度指标的变化规律。结果表明:在冻融循环作用下,初期素土及根-土复合体的黏聚力均有降低,而摩擦角均有增加,之后黏聚力及内摩擦角趋于稳定;随着含水率的提高,边坡的稳定性降低;随着冻融循环次数的增加,根系增强了滑裂面土体的抗剪强度,提高了根-土复合体边坡抵抗冻融循环作用的能力,增强了边坡的稳定性。研究结果可为季冻区生态固土护坡提供一定的理论依据。

关键词： 隧道工程   冻融循环系统   砂岩隧道   砂岩单轴压缩试验   力学参数  

摘要： 针对冻融循环对隧道围岩力学特性的损伤问题,文章以中国沈阳在建地铁隧道砂岩为研究对象,采用MTS815.02多功能岩石力学试验分析系统对该隧道砂岩分别进行了不同冻融循环次数下的连续单轴压缩试验和连续单轴蠕变试验,分析了砂岩的各关键物理参数随冻融循环次数变化的规律。实验结果表明:冻融循环对砂岩产生了较为明显的劣化效应,随着冻融循环次数的逐渐增加,砂岩峰值强度、弹性模量均逐渐减小,峰值应变、泊松比逐渐增大。采用Origin软件对实验数据进行拟合发现,各参数与循环次数值之间均满足指数函数关系,即在相同冻融次数下,荷载水平越高,砂岩蠕变特性越显著,在第六级荷载水平下,冻融循环次数越多,砂岩破坏时的荷载水平越小,蠕变速率越小,破坏模式逐渐由脆性过渡到延性。

关键词： 干湿-冻融循环   饱和凝灰岩   单轴压缩试验   冻融系数  

摘要： 为研究干湿循环与冻融循环耦合作用下,对取自宁波地区的凝灰岩进行不同干湿-冻融循环试验,研究其物理力学性能变化规律。研究结果表明:经历不同干湿-冻融循环次数后,岩样表面只有微小颗粒脱落;且整体岩样质量随着冻融循环次数的增加而逐渐减少,但变化程度相较整体质量而言较小;干湿循环对于岩样的波速影响远小于冻融循环对于岩样波速的影响,且随着干湿循环次数的增加,岩样经历冻融循环后的波速变化程度逐渐增大;岩样的单轴压缩强度也随着干湿-冻融循环次数的增加而降低,且干湿循环次数越大,降低程度越大。本文可对凝灰岩物理力学性能的研究提供一定的参考价值。

关键词： 再生混凝土   冻融循环   硫酸盐侵蚀   微观结构   损伤度  

摘要： 采用快冻法,将再生骨料取代率为30%的混凝土分别置于3%Na_(2)SO_(4)、5%Na_(2)SO_(4)、10%Na_(2)SO_(4)(均为质量分数)溶液以及水中进行冻融循环试验,测试再生混凝土质量损失率、相对动弹性模量变化、抗压强度损失率,并利用电子显微镜、能谱仪和X射线衍射等方法分析再生混凝土损伤层的微观结构,以超声波平测法确定损伤层厚度,引入侵蚀系数对以损伤层厚度为评价指标的损伤度进行优化。结果表明,当冻融循环为0~200次、Na_(2)SO_(4)溶液浓度大于5%时,抗压强度侵蚀系数始终小于1,即Na_(2)SO_(4)溶液对再生混凝土宏观力学性能损伤的促进作用明显,而对微观结构损伤的抑制作用明显。在再生混凝土冻融循环初期,以冻融侵蚀为主;冻融循环后期,以硫酸盐化学侵蚀为主,再生混凝土经化学侵蚀后生成钙矾石和石膏等膨胀产物,并出现膨胀裂缝,在冻融循环作用下裂缝迅速扩展,损伤层厚度增加。以损伤层厚度为评价指标的损伤度经优化后准确性至少提高了26.33%。

关键词： 盐渍土   冻融循环   抗压强度   水工混凝土  

摘要： 辽东沿海盐渍土地区盐类侵蚀及冻融循环破坏,对水工混凝土结构功能和服役年限会造成严重影响。文章利用冻融循环和硫酸盐侵蚀试验,探讨了水工混凝土相对动弹模量、质量以及单抽抗压强度的损失规律。结果表明:硫酸盐侵蚀会加剧混凝土的冻融损伤,致使其抗压强度明显下降,建立的抗压强度损伤演化方程能够较好地反映盐渍土地区冻融循环条件下混凝土性能劣化规律。

关键词： 冻融循环   酸雨锈蚀   圆钢管混凝土短柱   有限元分析  

摘要： 基于材料强度折减及钢管壁厚折减的方法,对冻融循环-酸雨锈蚀交替作用后圆钢管混凝土轴压力学性能采用有限元法进行了研究。基于合理的有限元分析模型,对冻融循环-酸雨锈蚀交替作用后圆钢管混凝土柱的破坏模态、轴向荷载-位移关系、钢管与混凝土相互作用进行了分析,研究了含钢率、截面尺寸、钢管屈服强度、混凝土轴心抗压强度以及冻融循环-酸雨交替次数对试件轴压极限承载力的影响。结果表明:有限元模拟结果与试验结果吻合良好,验证了模型的有效性;冻融循环-酸雨锈蚀交替作用后轴压圆钢管混凝土短柱的破坏模态与普通试件相似,轴向荷载-位移曲线变化趋势一致,试件均为塑性破坏;圆钢管混凝土轴压短柱随冻融循环-酸雨锈蚀交替次数的增加,材料性能劣化严重,外钢管对核心混凝土约束作用减弱,试件极限承载力明显下降。

关键词： 二灰固化盐渍土   无侧限抗压试验   冻融循环   神经网络   损伤模型  

摘要： 为探究冻融循环作用对固化盐渍土抗压性能的影响,考虑冻融循环次数、压实度和含水率作为影响因素,对二灰固化盐渍土进行无侧限抗压试验,并建立二灰固化盐渍土的损伤模型。结果表明,冻融前后二灰固化盐渍土的应力-应变曲线均为应变软化型;固化土的抗压强度和弹性模量在第1次冻融循环后降幅最大,此后趋于稳定;含水率低和土体压实度高的试样受冻融作用的影响小;土的含水率、压实度和冻融循环次数与抗压强度间存在非线性关系;建立的损伤模型可较好地表达土体应力变化趋势;基于神经网络建立的三参数二灰固化盐渍土损伤模型具有精度较好及使用方便的特点。

关键词： 冻融循环   硫酸盐侵蚀   氧化石墨烯   混凝土耐久性  

摘要： 在建筑工程领域应用最广泛、规模最大的建筑材料便是混凝土,混凝土的结构对混凝土的耐久性起着至关重要的作用,因此对混凝土有关性能的完善及其耐久性进行研究具有十分重要的现实意义。在现代科学技术的不断发展和推动作用下,各种各样的新材料被不断发现并应用于建筑工程中,尤其是在混凝土领域已取得巨大成效,而氧化石墨烯是一类具有特殊二维结构的纳米材料,其在混凝土应用过程中仍处于探索与发现阶段,面临着诸多未知挑战。为进一步提升混凝土的耐久性,本文在经过长达一个月的实际考察后,对冻融循环和硫酸盐侵蚀共同作用下的氧化石墨烯混凝土耐久性进行了深入研究。在此基础之上,系统性地分析了提高混凝土耐久性的具体策略,仅供相关研究人员参考分析。

关键词： 冻融循环   极限平衡   冻胀力   细观劣化   冻结深度   岩屑流失  

摘要： 冻融循环作用是寒区危岩体崩塌失稳的主要诱因,对寒区危岩体滑移破坏的孕灾因素进行数值优化分析尤为重要。首先,基于极限平衡理论,考虑危岩体贯通段结构面冻胀力、未贯通段岩石黏聚力劣化及冻结深度演化,建立冻融循环作用下滑移式危岩体稳定性分析模型;其次,基于岩石冻胀理论,考虑冻结过程中水分迁移推导得到贯通段冻胀力计算方法;再次,将岩石细观孔隙抽象为无数圆形孔洞,根据圆孔扩张理论和莫尔–库伦屈服准则分析孔隙冻胀破坏过程,构建冻融循环作用下未贯通段岩石黏聚力细观劣化模型;最后,通过改进Stephan经验公式得到未贯通段岩石冻结深度随冻融循环次数演化的计算方法。结合工程算例分析各敏感参数对危岩体稳定性的影响发现:滑移式危岩体稳定性随冻融循环次数的增加呈先快后缓的下降趋势;危岩体稳定性系数与冻结温度呈正相关,相同冻结温度下,危岩体稳定性系数的下降随冻融循环次数增加出现明显的边际递减效应;危岩体稳定性系数与岩屑流失比呈负相关,且岩屑流失比会同时改变稳定性劣化趋势和劣化程度,控制岩屑流失比有利于寒区危岩体的长期稳定性。

关键词： Geopolymer composites   Freeze-thaw cycle   Freezing temperature   Slag content  

摘要： Improving the freeze-thaw resistance of geopolymers is of great significance to ensure their durability in cold regions. This study presents an experimental investigation of optimal slag content for geopolymer composites under freeze-thaw cycles with different freezing temperatures. Firstly, five kinds of geopolymer composites with 10.0%, 20.0%, 30.0%, 40.0%,and 50.0% slag contents and 1.0% fiber content were prepared. Freeze-thaw cycle tests at-1.0 ℃,-20.0 ℃, and-40.0 ℃ were carried out for these geopolymer composites and their physical and mechanical properties after the freeze-thaw cycle were tested. The results show that the porosity of the geopolymer composites decreases as the slag content increases. Their mass loss ratio and strength loss ratio increase gradually as the freezing temperature decreases. The mass loss ratio and strength loss ratio of geopolymer composites after freeze-thaw cycles all decrease as the slag content increases. Considering the physical and mechanical properties of geopolymers after freeze-thaw cycles, the optimal slag contents are 40.0% and 50.0%.