关键词： 冻融循环   玄武岩纤维   喷射混凝土   抗冻性  

摘要： 文章探讨了冻融循环下玄武岩纤维掺量对喷射混凝土性能的影响,进行了0次、25次、50次、75次、100次5种冻融循环次数和0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%5种玄武岩纤维掺量的正交试验。结果表明,适量掺入玄武岩纤维能显著降低喷射混凝土在冻融循环中的质量损失率,减少表面脱落,优化内部结构,从而显著提高喷射混凝土的抗冻、抗压和抗折性能。然而,过高的玄武岩纤维掺量可能导致纤维团聚,使喷射混凝土性能降低。

关键词： 冻融循环   泥炭土   抗剪强度   有机质   劣化作用  

摘要： 为研究泥炭土在高海拔季节温差作用下其力学特征变化规律,通过室内冻结和冻融下的抗剪强度试验,分析土体在冻结和融化过程中其强度变化规律,并建立冻融循环下泥炭土黏聚力拟合曲线。结果表明:降低冻结温度和延长冻结时间会增强土体抗剪强度,且冻结时间对强度影响更加显著;土体冻融过程中融化阶段对土体强度劣化作用大于冻结阶段的强化作用,含水率越低,这种劣化效应越大;随着冻融次数增加,土体黏聚力对含水率敏感程度降低,而内摩擦角对含水率敏感性增高;含水率为51%~63%是冻融作用和润滑作用对土体黏聚强度的控制阈值;冻融过程强度的劣化既受孔隙水相变的影响,也一定程度上受有机质含量的干扰。冻融次数、含水率与土体黏聚力的关系曲线被拟合,该曲线能够较好预测土体强度的劣化进程。

关键词： 冻融循环   冲击荷载   碳纤维   混凝土   动态峰值应力   韧性   能量耗散  

摘要： 基于试验探究碳纤维应用方式及冲击荷载作用对冻融损伤混凝土力学性能影响规律，利用霍普金森压杆(SHPB)对不同冻融循环次数(0、25、50、75、100)作用后四种混凝土(素混凝土、碳纤维混凝土、碳纤维布混凝土、碳纤维与纤维布混凝土)试件开展不同加载率下的冲击压缩试验，分析冻融循环次数、碳纤维应用方式及加载率对混凝土材料动态应力应变曲线、峰值应力、韧性及耗能效果影响规律。结果表明：(1)冻融循环0次、0.3 MPa冲击气压下碳纤维混凝土、碳纤维布混凝土及碳纤维与纤维布混凝土峰值应力是素混凝土的1.30、1.63、1.95倍，碳纤维及碳纤维布均能够有效提升混凝土材料动态抗压强度，碳纤维布提升效果更显著。(2)相较于未冻融试件，冻融循环25、50、75、100次时素混凝土试件峰值应力降幅3.93%、19.01%、28.52%、41.95%，四种混凝土试件峰值应力均与冻融循环次数间呈线性负相关。(3)冲击气压0.3 MPa、冻融循环100次时碳纤维及纤维布混凝土、碳纤维布混凝土、碳纤维混凝土试件韧性分别为素混凝土的3.78、2.44、1.81倍，碳纤维及碳纤维布不仅能够增强试件韧性，同时能够增强试件的抗冻性能。(4)冻融循环25、50、75、100次时，碳纤维及纤维布混凝土试件单位体积耗散能降幅分别为1.70%、3.64%、6.07%、12.14%，素混凝土试件单位体积耗散能降幅为21.43%、35.71%、53.57%、73.21%，碳纤维的存在对混凝土抗冻融损伤存在一定的提升作用。

关键词： 钢管混凝土   冻融作用   推出试验   界面黏结应力-滑移本构   黏结应力分布函数  

摘要： 在北方寒冷地区,钢管混凝土结构因冻融作用侵蚀而造成钢管开裂以及钢管混凝土结构力学性能劣化从而导致结构破坏的事故时有发生。针对冻融侵蚀后钢管混凝土界面黏结性能问题,制作了钢管混凝土推出试件,考虑冻融循环次数、混凝土强度、钢管径厚比等不同参数,进行冻融试验和推出试验,分析了界面黏结力的分布规律和影响因素,研究了冻融循环作用后钢管混凝土界面黏结滑移本构关系,确定了界面平均黏结强度以及峰值黏结强度、残余黏结强度特征值。结果表明,随着冻融循环次数的增加,界面平均黏结强度减小,极限荷载对应的滑移逐渐增大,而残余黏结强度呈线性减小,稳定段起点滑移随着冻融循环次数的增加呈指数增长。峰值黏结强度、残余黏结强度随混凝土强度的增加而提高,随着径厚比的增大而降低。分析外钢管密布应变计所测出的应变分布规律可知界面黏结应力呈指数分布,对比分析由荷载、滑移结合能量法理论推导所得的黏结应力分布函数,结果表明其具有较高精度,为后期研究界面黏结性能提供了新思路。构建了冻融循环作用后界面黏结应力-滑移三段式本构模型,并提出了相应特征值计算公式和本构模型,可为该类构件设计时考虑冻融作用提供参考。

关键词： 分散性土   冻融循环   复合改良剂   三轴剪切试验   无侧限抗压试验  

摘要： 针对冻融循环对改性分散性土的力学性能劣化影响,采用粉煤灰结合氯化铝作为复合改良剂通过冻融循环试验、三轴剪切试验和无侧限抗压试验研究了在不同复合改良剂掺量下冻融循环对改性分散性土的力学性能影响。试验结果表明:随着复合改良剂掺量增加,土样的内摩擦角、黏聚力和无侧限抗压强度也在增加且与冻融循环次数呈负相关;其次三轴剪切试验与无侧限抗压试验中的参数具有较强的相关性,在同等条件下能根据三轴试验中的内摩擦角和黏聚力去很好的预测试样的无侧限抗压强度。

关键词： 无砟轨道   冻融循环试验   材料劣化   路基冻胀   配筋检算  

摘要： 为研究严寒地区冻融冻胀耦合作用下的无砟轨道结构损伤机理,以季冻地区哈大高速铁路路基冻胀区为研究对象,通过开展室内快速冻融循环试验,进行标准试件轴向压缩、劈裂抗拉等破坏力学性能测试,以获取冻融循环作用后的材料状态参数。在此基础上,考虑结构材料冻融劣化状态,建立限位凸型挡台、环形凝胶树脂以及层间黏结接触特性的无砟轨道-路基冻融冻胀有限元模型,研究寒区轨道受力特性,并检算优化轨道结构配筋设计方案。研究结果表明:冻融循环劣化后,材料密实度降低,轨道结构黏结强度显著下降,底座板结构轴心抗拉强度降幅达56%以上;短波冻胀中心处轨道板及波脚处底座板界面拉应力均较大,出现脱离现象;冻融循环作用下,冻胀中心处底座板最大拉应力均超过材料轴心抗拉强度;底座板为薄弱结构,典型冻胀波长10 m、峰值8 mm工况下,底座板板中冻胀为最不利情况;冻融劣化状态下,底座结构原有配筋设计不满足裂缝及钢筋屈服应力要求,严寒地区应合理加强结构配筋设计方案。

关键词： 冻融循环   二灰盐渍土   无侧限抗压强度   应力-应变曲线  

摘要： 我国盐渍土分布较广,盐渍土在冻结状态下的工程性能随冻融循环的发展逐渐恶化,影响盐渍土地区工程的安全运营及其耐久性。以黑龙江省大庆市盐渍土为研究对象,通过无侧限抗压试验,研究不同冻融循环次数下石灰、稻壳灰掺量对盐渍土无侧限抗压强度的影响。结果表明:冻融循环使应力-应变曲线的轴向应力峰值对应的应变变大,为应变软化型,弹性模量变小,0次和1次冻融循环弹性阶段突出,3次冻融循环后压密阶段明显。随着冻融循环次数的增加,原状土和二灰土的无侧限抗压强度均先小幅提升后大幅降低,1次冻融循环时强度最大,1~5次冻融循环处于快速劣化阶段,5次冻融循环后达到稳定阶段,建议将5次冻融循环的无侧限抗压强度作为强度稳定值。石灰6%和稻壳灰8%时无侧限抗压强度提升效果最大,在0、1、3、5、7和9次冻融循环下的无侧限抗压强度加强系数分别为4.32、3.50、4.83、3.63、3.39和3.31,二灰的提升效果优于单灰,单稻壳灰优于单石灰。

关键词： 道路工程   固化剂   水泥稳定粗砂   水稳定性   浸水试验   冻融循环试验   微观结构  

摘要： 水泥稳定粗砂作为一种道路基层材料,其水稳定性直接影响路面结构的使用性能与耐久性。为探究固化剂对水泥稳定粗砂水稳定性的影响,制备了5种水泥稳定粗砂试件(S6,0.04、S8,0.04、S10,0.04、S10、S12),结合浸水试验、冻融循环试验和扫描电镜试验,分别从宏观和微观角度分析了试件的无侧限抗压强度变化规律及强度劣化机理。研究结果表明:浸水1 d后,5种试件的无侧限抗压强度均呈不同程度的增加;28 d养护龄期下,随着冻融循环次数的增加,5种试件的无侧限抗压强度呈现出减小—增加—减小的变化规律;水泥掺量为10%时,添加固化剂的试件浸水强度和抗冻融强度远大于未添加固化剂的试件;随着冻融循环次数的增加,试件S10,0.04颗粒间的粘结减弱,孔隙数量增加,导致强度下降。因此,添加一定量的固化剂,可有效提高水泥稳定粗砂在浸水和冻融循环条件下的稳定性,从而提高其作为道路基层材料的耐久性。

关键词： 路基填料   PET塑料   膨胀黏土   岩土性能   冻融循环  

摘要： 为改善作为路基材料的膨胀土的岩土性能和稳定性,采用塑料垃圾作为土体加固单元,在冻融循环条件下研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料对膨胀黏土的加固特性。通过三轴重复荷载试验和无侧限抗压强度试验等力学试验,研究了膨胀土添加不同含量的PET塑料(干土质量比0%、1%、2%和3%)在多次(0、3、6和9次)冻融循环作用下的力学性能。试验结果表明:(1)在膨胀土中加入PET塑料可降低土的最佳含水率和最大干密度;(2)与不含PET的试样相比,掺入1%PET塑料可以有效提高膨胀土的强度和刚度,且有助于减小膨胀土破坏时裂纹的尺寸和深度;(3)与不含PET的试样相比,掺入PET塑料的试样在抵抗冻融循环的负面影响上表现出更强的能力。

关键词： 锂渣   碱硅酸反应   冻融循环  

摘要： 研究了掺锂渣混凝土在碱硅酸反应(ASR)和冻融循环(FTC)耦合作用下的抗折和抗压强度。研究结果表明,碱硅酸反应和冻融循环均会降低混凝土的抗压抗折强度,掺入一定量锂渣的混凝土后进行碱硅酸反应会使混凝土的抗折强度略微提高。混凝土抗压强度随冻融循环次数的增多而降低,且两种反应互相耦合。前期碱硅酸反应会加剧后期冻融破坏的影响,先进行冻融破坏同样会加剧后期碱硅酸反应造成的影响。混凝土的力学性能随锂渣掺量的增加,呈现先变优后变劣的趋势,锂渣掺量为20%时对混凝土力学性能的提升最为显著。