关键词： 再生骨料混凝土   冻融循环   强度特征   微观结构   氯盐腐蚀  

摘要： 为探究再生骨料混凝土抗冻性及耐久性,通过单轴压缩试验和计算机层析扫描试验,获得0、30、60、90、180、360次冻融循环条件下再生骨料混凝土强度特征和微观结构的损伤规律。结果表明:随着冻融循环次数增加,再生骨料混凝土的抗压强度和弹性模量逐渐下降,下降速率先慢后快;再生骨料混凝土的裂隙在冻融循环过程中逐渐扩张,CT扫描图像中的孔隙率随循环次数增加呈指数型上升趋势,表明微观结构损伤程度不断提高;弹性模量与孔隙率呈负线性关系,说明采用CT图像预测再生骨料混凝土强度损伤程度为合理可行的;通过微观形态分析,发现冻融循环使得骨料间密实度下降,这是导致再生骨料混凝土发生强度性能弱化的根本原因。

关键词： 公路   膨胀土   胀缩特性   力学性能   冻融循环   微观结构   裂隙扩展  

摘要： 为获取冻融循环作用下水泥改良膨胀土的力学性能及胀缩特性,开展水泥改良膨胀土体积变化率、膨胀试验及无侧限抗压强度试验研究,分析不同养护龄期、不同冻融循环次数下改良膨胀土体积变化率、自有膨胀率及无侧限抗压强度的演化规律,并通过扫描电镜(SEM)试验分析改良前后及15次冻融循环后改良膨胀土微观结构的变化。结果表明,冻结温度越低,水泥改良膨胀土的体积变化率与自有膨胀率越大;养护龄期越长,水泥改良膨胀土的体积变化率、自有膨胀率越小,无侧限抗压强度越大;同一养护龄期下,随着冻融循环次数增加,水泥改良膨胀土的体积变化率、自有膨胀率及无侧限抗压强度均明显减小。水化作用与填充作用是水泥改善膨胀土膨胀性能及力学性能的主要原因,水泥改良膨胀土内部微观孔隙在冻融循环作用下贯通融合成微观裂隙并急剧发育,是冻融循环作用下改良膨胀土无侧限抗压强度减小的根本原因。

关键词： 冻融循环   抗剪强度   压电陶瓷智能骨料   小波包分析  

摘要： 冻融作用会对土体结构和性质造成影响,在冻融作用下,不同类型土壤的抗剪强度变化呈现出不同规律。本文选取青藏高原具有代表性的黏土,开展不同初始含水率和不同冻融循环次数下的重塑土抗剪强度变化研究,结合压电陶瓷监测试验,探究冻融循环下青藏黏土抗剪强度指标的变化模式和规律。结果表明:在反复冻融作用下,青藏黏土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角随含水率增大呈阶梯下降;同一含水率的抗剪强度和黏聚力劣化曲线可以分为快速劣化和稳定两个阶段,内摩擦角呈先减小后增大的变化趋势;冻融循环过程中第1次循环对青藏黏土抗剪强度影响最为明显;采用压电陶瓷监测的应力波信号通过小波包分析可以得到真实信号振幅和应力波能量,二者均能反映青藏黏土抗剪强度的劣化趋势。本文提出的强度劣化指标能很好地反映青藏黏土抗剪强度的劣化程度,这在未来工程实际中有着一定的应用前景。

关键词： 高温稳定性   SBS   低温性能   沥青路面  

摘要： 为研究沥青混合料在冻融循环作用下的低温抗裂性能,通过对原材料检测,并设计三种不同沥青混合料级配,对其进行高温性能、水稳定性检测,所得结果符合施工要求。通过小梁弯曲试验得出,在冻融循环作用下橡胶改性沥青具有更好的抗冻性能,通过间接拉伸试验得出,在冻融循环作用下SBS改性沥青具有更好的低温抗冻性能,可用于路面施工当中。

关键词： 冻融循环   混凝土抗压强度   相对保护层厚度   钢筋直径   粘结强度  

摘要： 粘结力的存在是钢筋与混凝土共同发挥作用的基础,而冻融循环作用会对二者的粘结强度产生影响。依据已有的冻融循环作用下钢筋与混凝土粘结强度试验数据,通过拟合公式分别分析了冻融循环次数、混凝土抗压强度、混凝土相对保护层厚度以及钢筋直径对粘结强度的影响。最后建立了一个统一的包括多种影响因素在内的粘结强度预测模型,并通过与实际试验数据相比较发现拟合程度较好。

关键词： 沙漠砂混凝土   粉煤灰   冻融循环   抗折强度   孔隙结构  

摘要： 为研究沙漠砂混凝土(Desert Sand Concrete,DSC)抗冻性能,以沙漠砂替代中砂(替代率为0%、30%、60%、90%)、粉煤灰替代水泥(掺量为0%、15%、30%)配制DSC,进行冻融后抗折强度试验,分析冻融后DSC质量损失率、相对动弹模量和抗折强度变化规律;采用体视学原理,测得冻融后DSC孔隙率及孔径分布,建立冻融损伤模型。试验结果表明:随着冻融循环次数增加,DSC质量损失率先减小后增大,相对动弹模量和抗折强度逐渐减少,孔隙率不断增大;随沙漠砂替代率(Desert Sand Replacement Rate,DSRR)增加,DSC质量损失率和孔隙率先减小后增大,相对动弹模量和抗折强度先增大后减小;随粉煤灰掺量的增加,DSC质量损失率和孔隙率先减小后增大,相对动弹模量和抗折强度先增大后减小,DSRR为30%、粉煤灰掺量15%时,DSC抗冻性能达到最优。

关键词： 赤泥   石灰   固化土   干湿循环   冻融循环   抗剪强度   力学性能   核磁共振试验  

摘要： 【目的】赤泥是氧化铝生产过程中产生的工业废弃物,极易造成地下水污染、土地盐碱化等问题,赤泥的再生利用成为亟待解决的难题。此外,湿度(即干湿)和温度(即冻融)是影响道路材料性能的主要因素。【方法】尝试使用石灰激发赤泥(添加或不添加氢氧化钠)用于固化路基土,通过质量、体积监测、无侧限抗压强度试验、核磁共振试验及X射线衍射试验研究了固化土在干湿、冻融循环作用下的物理、力学性能和微观结构特性。【结果】结果显示:氢氧化钠的掺入使固化土强度提高约204.6%~343.6%;石灰-赤泥固化土的抗压强度随干湿、冻融循环次数的增加而降低;干湿、冻融循环作用后固化土的质量损失率和体积变化率分别在0.52%~2.06%和0.62%~1.99%之间;干湿循环会降低土体的孔隙体积,而冻融循环使土体大尺寸孔隙体积增加;石灰-赤泥固化土的主要水化产物是水化硅酸钙(C-S-H)。【结论】结果表明:石灰-赤泥固化土耐干湿、冻融侵蚀的能力优于纯石灰固化土,干湿、冻融循环作用后石灰-赤泥固化土的强度折损率、质量损失率和体积变化率均明显低于纯石灰固化土。石灰-赤泥固化土的水化产物(C-S-H)能够提高土体耐干湿、冻融侵蚀的能力。研究成果能够为赤泥在道路工程中的应用提供可靠依据。

关键词： 冻融循环   石墨尾矿   抗剪强度   黏聚力   内摩擦角  

摘要： 以季节性冻土区黑龙江省鹤岗市萝北县的石墨尾矿为研究对象,研究了冻融循环对3种相对密度下冻结石墨尾矿抗剪强度的影响规律,建立了冻融循环次数对黏聚力和内摩擦角影响的拟合公式,提出了冻融循环作用下抗剪强度修正公式。结果表明:相对密度越大,抗剪强度、黏聚力和内摩擦角劣化程度越小,提高相对密度对提高抗剪强度非常有利。随冻融循环次数的增大,抗剪强度、黏聚力和内摩擦角均减小,1次冻融循环后抗剪强度劣化效果最显著,5次冻融循环后基本趋于稳定,当相对密度为30%、60%和90%时,5次冻融循环后,抗剪强度分别降低了31.4%、27.8%和20.7%,黏聚力分别降低了55.0%、41.4%和32.9%,内摩擦角分别降低了17.0%、15.1%和13.5%。建议将5次循环后的抗剪强度参数作为计算分析的参考指标,研究成果可供我国季冻区石墨尾矿相关工程建设及冻害防治等参考。

关键词： 冻融循环   回弹模量   含水率   冻土  

摘要： 针对冻土地区的路基填料开展冻融循环试验,分析在冻融循环作用下,路基填料中粉黏粒含量和含水率对路基土回弹模量的影响。研究结果表明:随着粉黏粒的含量的增加,最大干密度表现为先增大后减小的趋势,最大干密度为2.320 g/cm3,对应的粉黏粒含量为12%。粉黏粒含量与最佳含水率呈现线性增加的关系。粉黏粒掺量高对回弹模量的影响较大,粉黏粒掺量低对回弹模量的影响较小。随着含水率的增加,回弹模量逐渐减小。在-5~0℃这个区间范围,土样的回弹模量快递下降,温度对土样的弹性模量显著。当粉黏粒掺量大于12%时,冻融循环和含水率对回弹模量折减系数影响较大,当粉黏粒掺量为9%时,冻融循环和含水率对回弹模量折减系数影响基本没有影响。

关键词： 硫酸盐   干湿循环   冻融循环   修正后本构模型   损伤塑性模型   有限元模拟  

摘要： 基于硫酸盐腐蚀混凝土单轴受压试验结果,通过对《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)中无腐蚀混凝土单轴压应力-应变关系中的混凝土损伤演化参数进行修正,建立了硫酸盐、干湿循环和冻融循环耦合作用下混凝土单轴受压本构模型。采用修正后的本构模型,以及ABAQUS软件自带的损伤塑性模型,考虑损伤因子的影响,较好地模拟了硫酸盐、干湿循环和冻融循环耦合作用下混凝土的单轴受压行为。有限元模拟结果表明:随着硫酸盐干湿循环次数和冻融循环次数的增大,混凝土最大受压损伤因子逐渐增大,损伤范围也逐渐扩大;最大主拉应力逐渐减小,中部压应力逐渐增大,等效塑性应变逐渐增大,混凝土破坏更严重;破坏均属于最大拉应变强度破坏。所提有限元模型可动态反映参数变化过程中混凝土的应力发展与损伤状态,可应用于硫酸盐、干湿循环和冻融循环耦合作用下混凝土单轴受压的模拟。