关键词： 再生骨料自密实混凝土   应力-应变曲线   冻融循环   损伤模型  

摘要： 为研究在冻融环境下再生骨料自密实混凝土(RCASCC)的损伤变化规律,进行了冻融试验,并根据不同冻融循环次数(0次、25次、50次、75次、100次、125次、150次)下再生骨料自密实混凝土质量损失率、相对动弹性模量及抗压强度损失率,同时对RCASCC损伤程度的定量分析。进一步分析了冻融循环作用下再生骨料自密实混凝土棱柱体的应力-应变曲线的变化规律;然后,基于等应变理论及Weibull损伤理论,建立了以动弹性模量表示的冻融损伤模型,并根据经典的应力-应变曲线对冻融损伤模型进行了优化及验证。结果表明:随着冻融循环次数的增加,RCASCC质量损失率先减小后增加,相对动弹性模量及抗压强度值均逐渐减小,应力-应变曲线峰值应力随冻融循环次数的增加峰值应力逐渐减小,峰值应变逐渐增加。与试验结果比较,建立的冻融损伤模型能够较好地拟合本试验及其他学者应力-应变曲线上升及下降段,模型参数能够较好地反映混凝土的脆性及延性特征,该模型可为RCASCC在冻融环境下的试验及理论研究提供借鉴。

关键词： 混凝土   玄武岩纤维   冻融循环   回弹模量   冻融损伤厚度  

摘要： 为评估玄武岩纤维对混凝土抗冻性能的改善效果,首先阐述纤维增韧的作用机理;然后依托西北地区某高速公路工程实例,通过对不同掺量玄武岩纤维(0%、0.1%、0.2%、0.3%)混凝土进行冻融循环试验,测量其质量损失、动态模量及损伤厚度,以评估纤维掺量对混凝土性能的影响。结果表明:冻融循环作用导致混凝土的质量、动态模量显著下降,损伤厚度增加;玄武岩纤维通过在混凝土中形成增强网络,抑制微裂缝扩展和应力集中,可有效提高混凝土的抗冻性能;掺入0.2%玄武岩纤维的混凝土显示出最优的抗冻融性能,质量损失、模量降低和损伤厚度均最小。

关键词： 铁路路基基床   动三轴试验   冻融循环试验   风积沙   玄武岩纤维   骨干曲线   动弹性模量   阻尼比  

摘要： 以新疆和若(和田—若羌)铁路为背景,采用水泥、玄武岩纤维及工地现场的风积沙作为原材料,制作纤维水泥改良风积沙试样,研究冻融循环作用和纤维掺量对纤维水泥改良风积沙动力特性的影响。试样的水泥掺量为5%,纤维掺量为0.8%。采用锤击法制作直径为39.1 mm、高度为80 mm的圆柱体试样,标准养护28 d后进行冻融循环试验与三轴循环加载试验。冻融循环试验的冻结与融化温度分别为-20℃和20℃,采用三向冻结的冻结路径和无外界补给水的冻结方式。三轴循环加载试验采用正弦波加载,加载频率1 Hz,循环加载次数5000次。试验结果表明,纤维水泥改良风积沙骨干曲线符合修正Hardin-Drnevich模型。随着冻融循环次数增加,纤维水泥改良风积沙试样的动弹性模量呈指数函数减小,而阻尼比呈指数函数增大,试样达到指定动应变时对应的动应力减小。与未掺纤维试样相比,冻融循环1、3、6、10、15次时,掺入纤维试样的动弹性模量提高了6.74%、5.52%、4.18%、8.91%、9.65%,阻尼比减少了13.9%、8.9%、19.7%、15.9%、22.8%,且掺入纤维试样动应变达到0.08%时对应的动应力增大了18.08%、9.90%、9.75%、22.57%、24.74%。研究成果可以为采用改良风积沙作为路基填料的工程提供参考。

关键词： 混凝土   冻融循环   动态力学性能   能量分析  

摘要： 为了研究冻融循环作用下的混凝土动态力学特性,采用75 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,开展混凝土试样经历0次、5次、10次、15次、20次冻融循环作用下的系列试验,分析材料的裂纹扩展、破碎形态、能量耗散及混凝土损伤程度的表征。试验结果表明:相同冻融循环次数作用下,材料的峰值应力、破碎时吸收的能量均随应变率增大而增大;随着应变率的增大,试件破坏特征由后端面比前端面破坏严重,过渡为前端面比后端面破坏严重;相同应变率下,冻融次数越多,材料的抗压强度越小,损伤程度越大。

关键词： 钢纤维混凝土梁   冻融循环试验   受弯承载力   开裂荷载  

摘要： 为了研究钢纤维混凝土梁在冻融循环后承载力的退化规律,选取1.5 kg/m 3钢纤维掺量的混凝土梁并分析其在经历有限次数的冻融循环后承载力的变化。将C30(2C14)、C40(2C16)两种类型的钢纤维混凝土梁进行50、100、150次的冻融循环试验。通过对经历不同冻融循环次数的试验梁进行静载实验可以得到钢纤维混凝土梁冻融后的破坏形态和裂缝拓展情况以及跨中挠度、截面应变开裂荷载和极限受弯承载力的变化。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,开裂荷载总体呈降低趋势,极限荷载以及跨中挠度逐渐降低,并根据已有规范结合冻融循环对混凝土强度及尺寸的影响推导出钢纤维混凝土梁开裂荷载及极限荷载的计算模型,通过模型计算得到的理论值与试验值较为符合。

关键词： ECC材料   FRP格栅   钢筋混凝土梁   抗弯性能  

摘要： 为了研究冻融循环下ECC+FRP格栅复合加固钢筋混凝土梁的抗弯性能,设计并制作了25根RC梁进行冻融循环后的四点弯曲试验.试验变量为冻融循环次数、ECC强度等级以及FRP种类.研究结果表明:冻融循环对梁的抗弯性能产生不利影响,未加固梁从N0至N200时的屈服荷载和极限荷载均呈下降趋势;相同冻融循环次数下,ECC为C50强度等级的加固梁在屈服和极限荷载方面表现更优;CFRP格栅加固相较于BFRP格栅加固,在抗弯性能上展现出明显优势;ECC与FRP格栅协同工作有效提升了梁的抗弯和变形能力.

关键词： 冻融循环   木钙   EICP   污染土  

摘要： 近年来,重金属污染引起土体的力学-水力学参数变化,从而诱发其工程性能劣化,导致岩土工程体的稳定性问题日渐突出。本文基于酶诱导碳酸钙沉淀(EICP)技术联合木钙固化铜污染黄土,通过冻融循环前后的无侧限抗压试验和毒性浸出试验,对中长期的固化效果和耐候性进行评估,并通过SEM试验进行微观分析揭示冻融循环下木钙协同EICP固化铜污染黄土的微观作用机理。试验结果表明:随着EICP掺量逐渐增大,固化土体的无侧限抗压强度随之增大并逐渐稳定。掺入木钙可提升土体的强度,在4%掺量下效果最为显著,当掺量继续增加,土体易形成软弱面从而降低抗压强度;随着冻融循环次数增长,EICP-木钙显著减缓了黄土无侧限抗压强度的衰减。经过9次冻融循环,联合固化土体的强度保持在相对高位,强度损失仅为8.5%,而未固化土、单独EICP和木钙固化土强度则分别衰减41.5%、42.4%和26.4%,说明木钙联合EICP增加了土体的耐候性。在毒性浸出测试中,EICP与木钙的联合固化处理显著降低了不同污染浓度黄土的铜离子浸出量,最高固化率可达79.54%。随着冻融循环次数增加,污染土的固化率逐渐降低,9次冻融循环后,各浓度污染土的联合固化率比单独使用EICP高15%以上。由SEM图像分析得知,木钙在EICP固化过程中不仅提供了物理结构上的增强,还通过促进碳酸钙的均匀沉淀,提升了铜污染土的固化效果和耐候性,展现出其在联合加固机制下的显著优势。本文试验结果可为重金属污染黄土场地的加固修复提供科学依据和数据支撑。

关键词： 钢筋混凝土   冻融循环作用   钢筋锈蚀   锈蚀特性  

摘要： 严寒区域钢筋混凝土结构可能面临冻融破坏和钢筋锈蚀的共同作用,严重影响结构的耐久性。研究通过开展冻融试验和钢筋电化学锈蚀试验,对比分析冻融循环次数和理论锈蚀率对钢筋混凝土损伤形态、超声波速、钢筋拉拔力的影响规律。结果表明冻融损伤会加速钢筋的锈蚀速率,且随冻融损伤程度的加深显著增加。研究成果可为严寒区域钢筋混凝土结构的耐久性评价及决策提供参考。

关键词： 膨胀土   力学特性   冻融循环   干湿循环   演化规律  

摘要： 为研究干湿-冻融循环作用下膨胀土的力学特性演化规律,在某膨胀土地区通过系统的室内试验,开展含水率、液塑限、颗粒分析和击实试验等基本物理性质测试,并进行干湿循环和冻融循环试验。研究结果表明:膨胀土的膨胀率随循环次数增加呈非线性衰减,变形过程可分为快速、缓慢和稳定三个阶段;在冻融循环作用下,11次循环后膨胀率从12.17%降至6.79%,表明冻融作用显著影响膨胀土工程特性;干湿循环的影响更为显著,11次循环后膨胀率从12.97%降至1.72%;两种循环作用均导致膨胀土结构发生不可逆改变,其中干湿循环的影响更为突出。研究结果揭示了干湿-冻融循环作用下膨胀土的力学特性演化规律,为膨胀土地区工程设计提供了重要参考。

关键词： 黏土   冻融循环   固结   抗剪强度   冻融速率   稳定性  

摘要： 通过对沧州市石港铁路客运专线路基土进行冻融循环处理,采用控制变量法,分析冻融循环次数和冻结速率对土体抗剪强度的影响。结果表明:黏土的抗剪强度随冻融循环次数的增加而降低,前7次循环内变化较大,在1次循环后,土体发生应变软化现象,在3次循环后,抗剪强度开始降低,在7次循环后逐渐接近平衡强度,在20次循环后基本归于一个平均值;冻结速率对抗剪强度具有显著影响,较慢的冻结速率会导致较低的抗剪强度;在工程实际中,在施加载荷之前至少经历一个完整的冻融循环,以达到提高可靠性和安全性,减少维护成本的效果。