关键词： 水泥土   冻融循环   无侧限抗压强度   劈裂抗拉强度   纵波波速  

摘要： 为研究冻融循环对水泥土力学性能与声学特性的影响,对水泥土进行 0、10、30、60、90、120 次冻融循环,并在每次冻融循环后按照规范要求进行无侧限抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验以及超声波检测试验,建立冻融循环与劈裂抗拉强度、强度与纵波波速关系式。试验研究结果表明:冻融循环周期在 0~120 次时,水泥粉质黏土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度以及纵波波速均呈现逐渐降低的趋势,且试样的脆性破坏特性愈加明显;水泥粉质黏土的强度与纵波波速之间存在较好的线性关系,其强度越低,对应纵波波速越小;冻融循环使得水泥粉质黏土内部水分凝结成冰,体积膨胀,产生较多的微裂纹,融化后裂纹进一步扩展,强度因此降低。

关键词： 再生骨料   混凝土界面   抗剪强度   冻融循环  

摘要： 在水利工程除险加固施工中,新老混凝土结合面往往是工程质量的薄弱部位,提高结合面的质量具有重要工程意义和价值。文章通过室内试验的方式,探讨了冻融循环下再生骨料混凝土新旧界面抗剪性能的影响因素和变化规律,并提出了具体的施工建议,对再生骨料混凝土在水利工程建设中的应用具有一定的指导和支持作用。

关键词： 混凝土   硫酸盐侵蚀   冻融循环   应力—应变曲线   力学指标  

摘要： 为研究硫酸钠物理结晶对冻融循环后混凝土受压应力—应变关系的影响,采用硫酸钠干湿循环和冻融循环的加速腐蚀方法,对受硫酸钠物理结晶—冻融循环复合作用下的混凝土进行单轴受压试验,得到了硫酸钠物理结晶后冻融循环复合作用下混凝土的破坏特征和应力—应变曲线,分析了不同冻融循环次数下混凝土的峰值应力、峰值应变和弹性模量的变化规律.试验结果表明,硫酸钠干湿循环加速了试样冻融循环后混凝土力学性能的劣化;随着冻融循环次数的增加,混凝土峰值应力和弹性模量逐渐减小,峰值应变逐渐增大.通过回归分析,建立了峰值应力、峰值应变、弹性模量与冻融循环次数的计算关系,为服役混凝土结构抗力退化及结构计算分析提供理论参考.

关键词： 冻融循环   心墙土料   力学特性   双硬化本构模型  

摘要： 在高海拔寒冷地区,冬季施工时气温变化导致的冻融循环会引起大坝砾石土心墙料的力学特性变化。本文以高海拔地区砾石土心墙料为研究对象,研究了冻融循环作用下三轴固结不排水时砾石心墙土料的力学特性。冻融循环的设定冻结温度为-15℃,融化温度为20℃,冻融过程中无水补给,冻结过程和融化过程各为12 h,设置了0、1、5、10、20共五组冻融循环次数,围压分别为50 kPa、100 kPa、200 kPa、400 kPa。试验结果表明试样均表现为应变硬化和体缩特性,且冻融循环作用使得砾石土的抗剪强度不断增强,且1次冻融循环后增加,10次冻融循环后趋于稳定。最后,把冻融循环对砾石土力学特性的影响考虑到双硬化本构模型的参数中,验证结果表明不同冻融次数下偏差应力和孔压的计算值与试验值均吻合较好。

关键词： 烧结粘土砖   冻融循环   抗压强度   文物保护  

摘要： 烧结粘土砖作为建筑的基本材料,在不可移动文物和现代建筑中应用十分广泛。然而在冻融循环作用下,其抗压强度会有明显降低。尤其北方的建筑砖材在经历冻融循环后,其外表会发生破损、掉块等现象,抗压强度也会明显下降。作为不可移动文物建筑材料的粘土砖,自然因素对其进行的破坏本身也在损害着文物的价值,因此要采取一定的措施加以保护。实验数据显示,以糯米灰浆和水性丙烯酸乳液作为封护剂可以提升烧结粘土砖粘土砖的抗压强度。本文通过对实例的分析总结归纳烧结粘土砖的冻融循环劣化机理,并结合普通烧结粘土砖和涂有封护剂烧结粘土砖的冻融循环实验数据,对其抗压强度的改变程度进行探讨,以比较不同封护剂的保护程度。

关键词： 冻融循环   含水率   古土壤   核磁共振   损伤力学  

摘要： 为明确不同含水率古土壤在冻融循环作用下其微观结构特性及古土壤损伤机制,采用核磁共振扫描仪对不同含水率冻融循环后的古土壤试样进行测试,研究冻融循环和含水率共同作用对古土壤微观结构的影响及土体内部损伤变化。结果表明:冻融循环下不同含水率使土体内部产生不同程度的损伤,损伤程度为含水率大的土体大于含水率小的土体。随着冻融循环次数增加,T;谱曲线信号幅度增加,孔隙结构改变,大孔隙、最大孔隙含量增加,中孔隙含量减小;同时含水率较大的土体孔隙体积增大幅度大于含水率较小的土体,说明在季节冻土区建设工程中含水率越大土体越易发生破坏,因此在工程中应注意防排水问题。依据损伤力学原理,得出土体颗粒连续性与孔隙率关系,进而得出有效应力与孔隙率关系;根据核磁扫描结果,建立孔隙率与冻融循环次数关系,最终推导出古土壤有效应力与冻融循环次数关系表达式。研究成果为季节冻土区古土壤地层建设工程提供理论指导。

关键词： 不良软土   石灰处治   冻融循环   动态回弹模量  

摘要： 通过重复加载动三轴试验测定石灰处治软土在不同含水率、压实度、应力状态、掺灰比和冻融循环次数下的动态回弹模量值,分析了石灰处治软土的动态回弹模量受各因素的影响规律和不同影响程度。以此为基础对优选的现有模型进行改进,建立了冻融循环作用下考虑因素较为全面的经验方程以预测石灰处治软土的动态回弹模量值。研究显示:掺灰比、压实度、围压的增大,以及冻融循环次数、含水率、偏应力的减小均导致石灰处治软土动态回弹模量的提高,且对其不同影响程度排序依次为压实度、围压、掺灰比、含水率、冻融循环次数、偏应力。此外,所建立的模型形式易于接受且预测精度较高,可推广应用于实际工程。

关键词： 黄土   冻融循环   抗剪强度参数   边坡浅层土体稳定性  

摘要： 季节性冻土地区的黄土边坡在春融期往往会发生浅层滑塌,这给工程和人们的生命财产带来了巨大的安全隐患。对不同含水率的重塑黄土进行反复冻融后,采用直剪试验测定其抗剪强度,研究了含水率w和冻融次数n对黄土抗剪强度特性的影响。试验结果表明:在一维冻融条件下,土体内部水分发生了迁移并产生了最大含水层,最大含水层所处位置及其抗剪强度参数受冻融次数和初始含水率的共同影响。其次,根据试验结果及黄土边坡浅层滑塌的特点,采用Janbu法计算了反复冻融作用下黄土边坡浅层土体各层的安全系数并进行对比分析。分析结果表明:在反复冻融作用下,黄土边坡浅层土体最大含水层的位置及其抗剪强度是影响边坡浅层土体稳定性的重要因素。

关键词： 冻融循环   上覆荷载   盐渍土   水盐迁移   变形机理  

摘要： 为了探寻季节性冻土区盐渍化路基土水盐迁移及变形规律,利用极端环境荷载测试系统,在开放条件下进行室内冻融循环试验。研究结果表明:土体的温度随上覆荷载的增大呈现出先降低后升高的特点,离冷源越近,土体温度变化越明显;上覆荷载作用下,土体在顶部密度增大,对水分迁移有抑制作用,盐分则在该处出现聚集现象,在其他高度处,由于土颗粒的重排列程度不同,水分盐分变化亦不尽相同;上覆荷载是导致土体发生压缩变形的直接原因,在同一循环周期内压缩变形随上覆荷载的增加而增大,在同一荷载作用下,压缩变形随冻融周期的增加而增大;通过微观结构对土体变形机理分析表明,晶须生成量减少,盐胀压力减弱是引起膨胀变形减少的主要原因,土颗粒破碎及土粒间隙减小是土体发生压缩变形的因素。

关键词： 高寒地区   纳米掺合料   大坝混凝土   冻融循环   气泡参数  

摘要： 为改善高寒地区大坝混凝土长期遭受冻融循环作用导致的性能衰减问题,基于对抗冻机理的认知进行混凝土配合比定量设计,在低热水泥、粉煤灰胶凝材料体系中掺加了高活性纳米掺合料对混凝土微结构进行协调优化,配制了高抗冻混凝土。研究了冻融循环作用下纳米掺合料混凝土的抗压强度、劈拉强度、氯离子扩散系数、相对动弹性模量和质量损失率,分析了气泡参数对混凝土抗冻性的影响,并与水利工程中普遍采用的大坝混凝土进行性能对比。结果表明,掺入纳米掺合料可使大坝混凝土的用水量降低6 kg/m^(3),混凝土和易性得到改善;在长期冻融循环作用下,纳米掺合料混凝土的抗压强度提高了3.1%~8.0%,劈拉强度提高了7.6%~19.3%,抗氯离子渗透性提高了27%~59%;纳米掺合料的掺入使混凝土内部气泡孔径细化,微结构得到优化;混凝土抗冻等级大于F800,气泡间距系数小于0.25 mm,具有优良的抗冻性能。该研究成果为纳米掺合料在高寒地区大坝混凝土的应用提供了参考和依据。