关键词： 冻融循环   改良软土   冻胀率   无侧限抗压强度   黏聚力   内摩擦角  

摘要： 为研究冻融循环对水泥石灰改良软土力学特性影响,通过不同冻融次数的无侧限抗压强度试验和直剪试验,得到了水泥及石灰剂量和冻融次数对改良软土力学特性影响规律。结果表明:水泥石灰改良软土冻胀率分别与水泥剂量、石灰剂量负相关,且冻融3次后冻胀率达到最大值后逐渐减小;无侧限抗压强度随冻融次数增加递减,冻融7次后抗压强度逐渐收敛;随着水泥剂量的提高,改良土抗压强度经历相同冻融次数后抗压强度减小速率逐渐趋向稳定,冻融10次后抗压强度较未冻融的改良土抗压强度分别平均降低了57%~63%;同一冻融次数下,各石灰剂量改良土内摩擦角随水泥剂量提高呈线性增长,3%石灰剂量改良土黏聚力与水泥剂量线性相关。

关键词： 混凝土   抗冻性   盐冻融循环   耐久性  

摘要： 以相对动弹性模量作为冻融损伤的评价指标,对比分析了人工砂混凝土试件在水和质量分数为3.5%的NaCl溶液2种冻融循环下的损伤程度,研究了混凝土抗水冻融与抗盐冻融循环作用之间的相关性,并基于渗透压理论,对其相关性进行了理论阐释.结果表明:抗水冻融和抗盐冻融循环次数之间具有线性相关性,且该线性相关性与混凝土的强度等级及石粉含量无关;进一步结合天然砂混凝土抗水冻融与抗盐冻融试验数据的分析,验证了该定量关系的普适性,即混凝土抗水冻融循环次数约为其抗盐冻融循环次数的2.8倍.

关键词： 原状黄土   重塑黄土   冻融循环   渗透系数   各向异性   孔隙率  

摘要： 为了反映冻融循环作用对原状黄土渗透各向异性及原状、重塑黄土渗透差异的影响,以西安Q3黄土为研究对象,通过三轴固结渗透试验对比分析了冻融前后水平、竖直向原状黄土及重塑黄土的渗透系数随初始含水率、围压、冻融循环次数变化的规律。结果表明:未冻融时各级围压下竖直向原状黄土的渗透系数为2×10^-6~18×10^-6cm·s^-1,水平向原状黄土和重塑黄土的渗透系数为0~4×10^-6cm·s^-1;经历冻融循环后,水平、竖直向原状黄土及重塑黄土的渗透系数与初始含水率的关系曲线分别呈现逐渐上升、抛物线形式与变化平缓的不同特征,而三者的渗透系数均随冻融循环次数的增加呈现数量级增大的趋势;原状黄土的竖直-水平渗透系数比(kv/kh)由冻融前的4.38逐渐减小到0.90,可见冻融循环作用在显著提高黄土渗透性能的同时,可以强烈弱化其各向异性特征。通过建立围压、渗透系数与土体孔隙率的相关关系可知,原状、重塑黄土的孔隙率与围压存在极强的负线性相关性,渗透系数随围压的增大呈典型指数衰减特征,渗透系数与孔隙率具有相似的变化趋势,因此冻融循环过程中土体孔隙率的改变是导致其渗透性质变化的主要原因。

关键词： 碱矿渣   冻融介质   冻融循环   孔结构  

摘要： 为了探究在不同冻融环境下碱矿渣浆体孔结构的演化规律,采用硅酸钠激发矿渣粉制成碱矿渣试样(水胶比为0.4和0.5),分别以碱溶液和去离子水为冻融介质进行冻融试验.采用氮气吸附法和压汞法研究了不同冻融水环境下碱矿渣浆体孔结构的演变情况,采用了X射线荧光光谱分析研究了离子的浸出作用.结果表明,冻融循环作用主要使碱激发矿渣浆体产生了空间狭窄而具有较大表面积的孔隙,即裂隙孔和微裂缝等,主要分布在2~10 nm范围内.以碱溶液为冻融介质的试样的抗冻性明显优于以去离子水为冻融介质的试样,碱溶液对碱激发矿渣具有养护作用;以去离子水为冻融介质的试样因内外高浓度差而会产生离子浸出作用,进而破坏了孔溶液环境,产生了更大程度的冻融损伤.

关键词： 道路工程   水泥混凝土   纤维   抗盐冻   冻融循环试验   弯拉强度  

摘要： 为提高季冻区路用水泥混凝土的抗盐冻性能,以钢纤维、玄武岩纤维、PVA和聚丙烯纤维混凝土和素混凝土为研究对象,进行盐冻条件下的弯拉强度及冻融循环试验,分析200次冻融循环作用下混凝土的弯拉强度损失、相对动弹模量、质量损失及疲劳寿命。研究结果表明:纤维的掺入可显著提高混凝土的弯拉强度(聚丙烯纤维除外)、抗盐冻性能及疲劳性能;钢纤维、玄武岩纤维、PVA和聚丙烯纤维4种纤维掺入后,混凝土的弯拉强度分别比素混凝土弯拉强度增加14.3%、7.9%、20.6%和-4.8%;抗盐冻性能由高到低为聚丙烯纤维>钢纤维>PVA>玄武岩纤维;200次冻融循环作用下,疲劳寿命由大到小为钢纤维>PVA>聚丙烯纤维>玄武岩纤维>素混凝土路面。4种纤维中,钢纤维混凝土弯拉强度和抗盐冻性能良好,且冻融前后疲劳性能最佳,因而在季节性冰冻地区水泥混凝土路面材料设计时应当优先推荐使用钢纤维。

关键词： 冻融循环   低温   温拌胶粉改性沥青砂浆   弯曲应变能密度  

摘要： 为研究盐冻融循环作用下不同种类温拌胶粉改性沥青砂浆的低温性能,对掺加表面活性剂SDYK型温拌胶粉改性沥青砂浆(CR-WMA-S)、降粘剂EM型温拌胶粉改性沥青砂浆(CR-WMA-E)和热拌胶粉改性沥青砂浆(CR-HMA)在不同盐浓度(质量分数:0%,8%)和冻融循环次数(0,5,10,15,20,25次)条件下进行低温小梁弯曲试验,并对其低温性能进行对比分析.结果表明:CR-WMA-S、CR-WMA-E和CR-HMA三种沥青砂浆经的低温力学性能随冻融循环次数的增加和盐浓度的升高而降低;三种胶粉改性沥青砂浆的低温抗裂性能表现为:CR-WMA-S和CR-WMA-E的低温抗裂性能优于CR-HMA,CR-WMA-S优于CR-WMA-E.

关键词： 冻融循环   土质边坡   水分场   试验研究  

摘要： 寒区边坡冻害多发且产生机制十分复杂,进行必要的试验研究可以为理论建构提供重要支持。以新疆尔齐斯河流域灌区总干渠为工程背景,利用低温环境模拟试验箱内的边坡模型试验,探究和分析冻融循环对土质边坡的水分场的影响,所得结论对相关理论研究和工程实践具有重要的借鉴价值。

关键词： 岩石   冻融循环   强度   能量演化   损伤本构模型  

摘要： 针对冻融循环作用对岩石变形及强度影响等问题,研究冻融循环作用下岩石能量演化机制与本构模型,主要研究内容包括:冻融循环作用下岩石强度损伤特征,随着循环次数的增加,岩石抗压强度及弹性模量呈现指数函数降低,抗压强度、弹性模量的最大降低幅度分别为53.31%、36.33%;冻融循环作用下岩石能量演化机制,随着循环次数的增加,岩石总能量逐渐降低,岩石能量耗散速率整体呈现增大趋势,意味着冻融循环对岩石内部结构产生损伤;基于损伤等效原理与Weibull分布理论,建立岩石损伤本构模型,对比试验曲线得到损伤本构模型能够较好地描述岩石变形特征,为类似本构模型的建立提供了有益思路。

关键词： 冻融循环   石油污染   土壤渗透系数   干寒区  

摘要： 为探究冻融循环作用下,原油污染土壤后渗透系数的变化规律。首先对研究区井田的土壤原状样做变水头试验;然后在可程式恒温恒湿试验箱进行冻融循环试验,循环温度为-20~40℃,循环次数为6次,测其渗透系数。结果表明:土壤原状样的渗透系数为1.76×10^-4 cm/s,而当原油进入土壤之后,表现为进入土壤中的原油的量与渗透系数的大小呈负相关;经冻融循环后原状样的渗透系数变为4.36×10^-4 cm/s,此时的渗透系数是原状样的2.47倍;当污染浓度超过1.20%时,原状样渗透系数略大于冻融样,主要是冻融过程中伴随着土壤内部结构及土的粒径变化,原油渗透进入新形成的骨架孔隙,使原油中部分成分与土壤中的有机质发生反应,形成新的各式颗粒或胶结物,堵塞渗透通道,进而使得渗透系数略小于原状样。试样冻融循环之后,土壤的渗透系数维持在1×10^-5 cm/s左右,表明试样经冻融循环一定次数后,使得土壤的渗透系数维持在1~2个数量级变动。研究成果可为该地区土壤修复提供依据。

关键词： 膨胀土   冻融循环   孔隙分布  

摘要： 膨胀土是南水北调中线工程建设中涉及到的重要土层,为获取其物理、力学性质及结构特征,对南阳膨胀土进行了系统的室内土工测试,并评价了膨胀土受冻融循环的影响程度。结果表明:膨胀土内部含大量石英颗粒,黏土矿物具有典型的层状结构,主要为亲水性的蒙脱石、高岭土、伊利石等;颗粒粒径分布特殊,粗粒和黏土粒的含量均比较多,渗透系数较小;压缩系数为0.30~0.35 MPa-1,属于中等压缩土;冻融循环削弱了土体的结构强度,导致无侧限抗压强度的衰减,且衰减率随干循环次数增加逐渐趋于稳定;随冻融循环次数的增加,膨胀土内部的小孔隙比例逐渐下降,大孔隙的比例逐渐增大,且冻融循环过程中整体孔隙体积也不断增加。在冻融循环过程中,表征孔隙率大小的NMR谱面积与峰值强度呈负相关的线性关系。