关键词： 土力学   粉质黏土   阻尼比   冻融循环   含水率   频率   动三轴试验  

摘要： 阻尼比是土的重要动力学参数之一。为研究动荷载作用下重塑青藏粉质黏土的阻尼比特性,在室内冻融循环试验的基础上开展动三轴试验,考虑冻融循环次数、含水率及动荷载频率等影响因素,得到重塑青藏粉质黏土的阻尼比–动剪应变(λ-γd)关系曲线及模型参数。结果表明:动荷载作用下重塑青藏粉质黏土的阻尼比受含水率的影响最为显著,受冻融循环作用的影响次之,受动荷载频率的影响较小。随冻融循环次数的增加,λ-γd关系曲线向上偏移,同一动剪应变对应的阻尼比增大,经历1次冻融循环后的λ-γd关系曲线变化最为显著,3次冻融循环后趋于稳定;随含水率的增加,λ-γd关系曲线不断向上抬升,曲线形态也由缓变陡,同一动剪应变对应的阻尼比普遍增大;随频率的增加,λ-γd关系曲线缓慢下移,同一动剪应变对应的阻尼比略有减小。研究成果可为寒区场地地震反应分析、路基动力响应分析中阻尼比参数的选取提供参考。

关键词： 开放系统   冻融循环   压实土   破坏强度   预测模型  

摘要： 为研究开放条件下冻融循环作用对压实土力学性能的影响,以松花江干流堤防填土为研究对象,进行了开放条件下试样在不同初始状态的冻融循环试验和三轴压缩试验,研究了冻融循环次数、初始干密度和初始含水率对破坏强度和弹性模量的影响。试验结果表明,试样冻结过程中的水分补给对土体力学性质有显著的影响,并且水分补给能够加速土体破坏强度和弹性模量向稳定状态发展;7次冻融循环后,破坏强度和弹性模量的降低率分别达到85%和92%;通过提高土体干密度或适度提高土体初始含水率可以降低冻融循环对土体力学性能的劣化影响。

关键词： CT精准识别技术   层进式冻融损伤   束箍效应   细观孔隙变化   弹性模量劣化因子  

摘要： 试验得到了试样直径、质量衰减量随冻融循环次数的变化规律,指出80次冻融循环是石英砂岩直径、质量变化线的拐点。提出了层进式损伤的CT精准识别技术方法,定义了试样主要损伤区并将其细分,分析了表层剥落前与剥落后的两阶段层进式冻融损伤过程,建立了CT值与弹性模量、孔隙率线性互推公式。分析认为:(1)40次冻融循环后,最外侧圈层弹性模量值为0,此时CT值不为0,圈层未剥落;(2)80次冻融循环后,最外侧圈层CT值为0,此时圈层孔隙率最大,圈层剥落;(3)试样内部圈层第2阶段劣化程度显著大于第1阶段劣化程度;在此基础上,提出了外圈层的束箍效应和内圈层的加速劣化效应,并从力学机制上进行了阐述。结合冻融循环次数下的孔隙率变化、弹模损失率变化、细观孔隙变化图像进一步定量阐明层进式损伤的发育演化规律。基于弹性模量、孔隙率分别随冻融循环次数变化规律,定义冻融弹性模量劣化因子ω,结合层进式区域划分,构建层进式损伤弹性模量劣化预测公式,并与实测值对比验证了上述方法的可行性。

关键词： wetting-drying   freezing-thawing   water infiltration   crack   canals   centrifugal model test  

摘要： Seepage is one of the main causes for the deformation and instability of canal slopes in Xinjiang,*** this study,centrifugal model tests under wetting-drying(WD)and wetting-drying-freezing-thawing(WDFT)cycles were performed to investigate the water infiltration characteristics below a *** results show that the shallow soil of the canal models was fully saturated in the wetting *** with the canal model under the WD cycles,the canal model under the WDFT cycles had larger saturated areas and a higher degree of saturation below the canal top after each cycle,indicating that the freezing-thawing(FT)process in the WDFT cycles promoted the water infiltration behavior below the canal *** cracks on the surface of the canal model under the cyclic action of WDFT developed further and had a higher connectivity,which provided the conditions for slope instability from a transverse tensile crack running through the canal *** this basis,a field test was conducted to understand the water infiltration distribution below a typical canal in Xinjiang,China,which also verified the accuracy of the centrifugal *** study provides a preliminary basis for the maintenance and seepage treatment of canals in Xinjiang,China.

关键词： 超声波波速   冻融循环   混凝土   强度损伤   动弹性力学参数  

摘要： 针对高寒地区混凝土抗冻耐久性问题,在混凝土中加入不同掺量的粉煤灰研究其抗冻性能,通过非金属声波检测仪进行冻融循环过程中混凝土强度无损测试,研究了冻融循环作用下混凝土强度损伤和动弹性力学参数的演化特征,分析了冻融循环过程中混凝土声波波速与力学性能变化规律。研究结果表明:掺入引气剂能够提高混凝土的抗冻性,相同引气剂掺量下,粉煤灰掺量为10%的混凝土抗冻性较好;冻融循环过程中,超声波纵波波速、横波波速与动弹性模量、动剪切模量均随着冻融循环次数的增加呈相似性衰减,且存在较高相关性。

关键词： 冻融循环   盐侵蚀   数字图像技术   温拌胶粉改性沥青混合料   损伤开裂  

摘要： 为科学分析冻融循环作用下除冰盐侵蚀对温拌胶粉改性沥青混合料(CR-WMA)和热拌胶粉改性沥青混合料(CR-HMA)路面开裂特性的影响,运用数字图像(DIC)技术对三点弯曲重复加载试验下两种半圆试件产生的水平应变进行分析,定量描述沥青混合料的损伤开裂特性。采用半圆弯拉试验(SCB)分析两种试件的蠕变应变能(D_(CSE)),并与基于DIC技术下的损伤开裂指标进行相关性分析。试验结果表明:水平应变场中数值较大的点与试件损伤开裂的演化有密切关系;CR-WMA和CR-HMA的抗损伤开裂性能随着盐浓度的增加先降低后升高,且在盐浓度为8%时最差;无论是水冻还是盐冻条件下,CR-WMA的损伤累积密度D_(E)值和D_(CSE)值较CR-HMA高,说明CR-WMA抗开裂性能及抗盐侵蚀能力均优于CR-HMA;发现D_(E)和D_(CSE)具有较好的相关性,验证了DIC技术评价沥青混合料损伤开裂特性的合理性。

关键词： 再生混凝土   再生粗骨料   冻融循环   孔结构  

摘要： 为了分析再生粗骨料的掺入和冻融条件对混凝土孔隙率、孔结构以及抗压强度的影响,在混凝土制备时掺入0、20%、30%和50%等不同比例的再生混凝土骨料,混凝土正常养护28天后,进行冻融循环实验.实验结果表明,再生粗骨料的掺入对混凝土的基本性能影响较大,掺入量越大,再生混凝土的抗压强度越低,孔隙率也越大,有害孔和多害孔的比例也越多,等效孔径也越来越大,抗压强度也随之降低;冻融试验结果表明,冻融循环次数对混凝土的性能影响较大,随着冻融次数增加,再生混凝土的抗压强度降低幅度较冻融之前更大,孔隙率增加更为明显,无害孔和少害孔的比例减小更快,有害孔和多害孔的比例逐步增加也更快,等效孔径增大速度更快,抗压强度降低幅度也越来越快.

关键词： 黄土   冻融循环   电子显微镜   微观结构   几何结构  

摘要： 冻融循环作用可通过影响寒区土体结构致使基础设施发生破坏,而导致工程失稳宏观现象的根源来自于冻融作用改变了土体的微观结构。为探索冻融作用下土体微观结构变化规律,将富平黄土作为研究对象,分别对其进行0、4、6、8、10、50、100次冻融循环下的电镜扫描观测试验,得到对应次数下的微观照片,对其从颗粒形态、连结方式、排列形式对孔隙的影响三方面进行分析,并且将微观照片中出现的颗粒接触方式以几何模型的方式进行归类,研究几何模型随冻融循环次数增加后的变化规律。结果表明:随着冻融循环次数的增加,土颗粒大小朝着均一性的方向发展,平均粒径呈先减小后增大趋势;颗粒的连结形式从面胶结为主逐渐演变为点接触为主最终再回归为面胶结为主;土体在0~6次冻融循环时孔隙率呈下降趋势,6~8次冻融循环时孔隙率快速上升,之后随着冻融循环次数的增加孔隙率逐渐减小;粒状粒子几何模型变化规律从棱边接触逐渐过渡为粒面接触,扁平状粒子几何模型变化规律从初始粒面接触为主逐渐演变为棱边接触为主,最终再演变为粒面接触。

关键词： 冻融循环   孔隙水压力   上覆荷载   冻胀应力  

摘要： 受季节性气候变化和昼夜交替的影响,处于寒区的地表浅层土体不可避免地会发生冻融循环作用。冻结过程引起土体的膨胀变形,融化过程引起土体的压缩沉降变形。同时冻融交替变化会诱发渠基土的结构与物理力学性质发生显著改变,从而危害工程设施的服役性。土体所处的应力环境是影响冻融过程中土体变形发展的关键因素。为了研究不同上覆荷载条件下冻融循环过程对寒区渠基土变形与冻胀应力发展特性的影响,开展了一系列冻融循环试验。结果表明:在上覆荷载为10k Pa时,冻融循环会使土体产生膨胀变形;当上覆荷载为50k Pa或100k Pa时,冻融循环会使土体产生非常明显的固结沉降,且上覆荷载越大,沉降量也会越大。随着冻融循环次数的增加,土体在其所处的应力环境下逐渐形成相对稳定的固结结构,单次冻融过程中产生的冻胀量与融化固结量趋于相等,即冻融稳定系数趋于1。在不同上覆荷载条件下固结稳定后,保持试样两端约束的位移不变,发现土体冻融过程中产生的最大竖向冻胀应力随冻融循环次数的增加不断衰减,且冻胀应力的发展与孔隙水压力的变化具有一致性。因此,通过对恒定上覆荷载条件下冻融过程中正冻与正融界面附近孔隙水压力分布的研究,可揭示冻融过程中土体变形发展的内应力机理。

关键词： 冻融循环   纤维混凝土   界面过渡区   粉煤灰   相关性  

摘要： 为探究冻融循环作用对纤维混凝土界面过渡区特征的影响,分别测试了0~300次冻融循环作用下混凝土抗压强度、界面区厚度及硬度值,结果表明随冻融循环作用次数增加,纤维混凝土抗压强度及界面区硬度值下降、界面区厚度增加,冻融循环次数超过150次时界面区性能衰变更为明显;同时对不同粉煤灰掺量的纤维混凝土冻融循环后的界面区性能进行测试,发现粉煤灰能有效降低由于冻融循环造成的界面区性能劣化,粉煤灰掺量为15%时纤维混凝土界面区硬度最高、厚度最小。