关键词： 混凝土   冻融循环   冲击波   动弹性模量   耐久性  

摘要： 通过室内试验,研究了混凝土冻融循环次数、水灰比对其质量损失率、动弹性模量及冲击波波速的影响,同时分析了采用冲击回波法测试混凝土动弹性模量的可行性.结果表明:混凝土的质量损失率、动弹性模量均随着冻融循环次数的增加而逐渐减小;混凝土水灰比越大,其质量损失越大,动弹性模量及冲击波波速越小;采用冲击回波法测定的混凝土动弹性模量与规范采用的共振法测定结果基本一致.

关键词： 单面冻融   混凝土抗侵蚀   气泡间距系数   耐久性  

摘要： 根据GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中单面冻融法,在5%NaCl介质条件下进行冻融循环与氯盐共同作用试验。结果表明:在掺20%粉煤灰时混凝土单位剥落物质量在经过96个循环后最小,单掺40%矿粉在氯盐侵蚀与冻融条件下耐久性比掺加10%粉煤灰和40%矿粉更高。对混凝土气泡间距系数测定得到气孔间距系数越小,孔比表面积越大,平均弦长越小混凝土在满足抗冻性要求时,在单面冻融情况下混凝土表面剥蚀量越少。

关键词： AC-13C型沥青混合料   冻融循环试验   数字图像处理   空隙变化规律  

摘要： 空隙率及空隙结构会影响沥青混合料的稳定性和耐久性。以AC-13C型沥青混合料为研究对象,综合运用X-Ray CT扫描技术和Mimics图像处理方法,分析了沥青混合料在冻融循环作用下的细观结构以及内部空隙变化情况。混合料的空隙率和空隙数量随冻融循环次数的变化规律为:初始呈单调增加趋势,随着冻融循环次数的增加,增幅变缓。三维重构后,混合料空隙率和空隙数量及尺寸沿试件纵向的变化规律为:试件两端空隙数量少,空隙尺寸大且形成的空隙率大;中间部分空隙数量多,空隙尺寸小且形成的空隙率小。该研究成果可为沥青路面减轻冻融损害和提高路用性能提供方向。

关键词： 再生混凝土   冻融循环   黏结滑移   梁式试验   有限元模拟  

摘要： 目的研究钢筋与再生混凝土梁式试件在不同冻融循环次数下的黏结性能,为再生混凝土结构的设计与使用提供借鉴.方法基于有限元软件ABAQUS中的接触法,建立以再生混凝土冻融损伤变量为参数的冻融损伤模型,以实际钢筋与再生混凝土黏结滑移梁式试验为基础,扩大试验参数范围,对冻融循环后的再生混凝土梁式试件进行黏结滑移数值模拟分析.结果使用接触法模拟钢筋与再生混凝土黏结滑移具有一定的可行性,数值模型结果与试验结果基本吻合,各模拟曲线与试验曲线整体趋势基本相似;在扩大参数范围后的模拟中,极限荷载随着冻融次数的增加而降低,冻融次数每增加50次,试件极限荷载下降约7%.结论再生混凝土在同一强度等级下,随着冻融循环次数的增加,极限荷载逐渐降低,冻融损伤逐渐增大,强度越低,冻融损伤越严重;当冻融循环次数与测试钢筋直径一定时,极限黏结荷载随钢筋锚固长度的增大而增大.

关键词： 低温   冻融循环作用   混凝土   强度等级   弹性模量  

摘要： 通过设计强度等级C40、C50及C60混凝土的低温冻融循环作用试验,探讨不同混凝土强度等级对其弹性模量的影响。选取的低温冻融循环作用温度区间为15℃—-120℃和15℃—-190℃,冻融次数分别取0次、16次和30次。结果表明,各强度等级混凝土经历不同温度区间低温冻融循环作用上限温度时的相对弹性模量均随冻融循环作用次数增加而减小,而下限温度时则随冻融循环作用次数增加不仅不降低还略有增大。无论是作用的温度区间和冻融次数不同还是上下限温度时加载,其相对弹性模量均随混凝土强度等级的提高而增加。各强度等级混凝土弹性模量变化特征明显不同于自然环境的常规冻融试验结果,较少的冻融循环作用次数便使其产生严重的恶化。

关键词： 道路工程   边坡   冻融循环   炭质页岩   蠕变   损伤  

摘要： 冻融循环作用下炭质页岩蠕变是高速公路高陡边坡稳定性研究的热点问题之一。为揭示冻融循环作用下炭质页岩的蠕变特性,将炭质页岩试样分别进行0次、5次、15次、25次冻融循环,在围压为4 MPa条件下,采用分级增量加载方式对试样进行三轴压缩蠕变试验,试验发现冻融作用下炭质页岩蠕变具有明显的非线性特征,轴向应变随冻融循环次数、应力水平和时间增加而增大;根据蠕变曲线特征,将蠕变曲线分为2个阶段,即稳定蠕变阶段和不稳定蠕变阶段;利用损伤定义及Lemaitre应变等效方程,建立稳定蠕变阶段的冻融损伤演化方程;基于损伤力学和概率统计理论,采用Von-misses屈服准则,建立不稳定蠕变阶段的冻融和蠕变耦合损伤方程;通过引入冻融和蠕变损伤变量对Burgers模型参数进行修正,建立冻融作用下的蠕变损伤模型。研究表明:岩石损伤随冻融循环次数增加而增大,但损伤增加速率减小,最终趋于稳定;冻融和蠕变耦合作用下,冻融作用使得岩石损伤累积,会加快岩石的蠕变破坏;分段建立的损伤方程能较好地揭示岩石损伤随冻融循环次数、应力水平和时间增加的变化规律;改进的蠕变模型与试验曲线拟合度较好,且参数物理意义明确。研究成果能为炭质页岩高陡边坡稳定性分析提供理论参考。

关键词： 片麻岩   蠕变试验   损伤   长期强度   冻融循环(F-T循环)  

摘要： 为探讨寒冷地区隧道围岩的长期稳定性,选取吉林省辉白隧道中的片麻岩进行冻融循环条件下的三轴蠕变试验,分析了冻融循环作用对片麻岩蠕变特性的影响机制。试验结果表明:随着冻融次数的增加,片麻岩的蠕变变形量逐渐增加,而蠕变破坏应力、蠕变时长、长期强度均有明显降低的趋势。同时冻融循环温度的幅度对片麻岩的各蠕变参数也有一定影响,表现为冻融循环次数相同时,温度越低,岩样的初始瞬时蠕变越大,而蠕变时长与长期强度越小。同时基于试验结果,利用1st Opt优化软件对Burgers模型参数进行辨识,可得模型理论曲线与试验曲线在蠕变减速段和稳定段吻合较好。最后通过SEM扫描和能谱EDS分析了冻融循环对片麻岩微细观结构的影响机制。岩样在长期荷载作用下的破坏模式均为剪切破坏,随着冻融次数的增加,岩石的破裂程度越来越严重、破坏块度越来越小。研究结果为寒区岩石工程的支护设计和防冻害设计提供了参考和依据。

关键词： 冻融循环   砂浆   抗压强度   超声回弹综合法  

摘要： 现有的超声回弹综合法很少考虑到寒区服役期水工混凝土易遭受冻融破坏这一因素。对3组不同水灰比的砂浆试件进行了多次冻融试验,利用超声回弹综合法对损伤试件进行无损检测。结果表明:所求超声回弹测强曲线误差在3%以内,具有较高的可信度;超声波回弹综合法对水灰比范围内(从0.35增至0.55)适用性良好。该研究结果可为其他服役环境中混凝土强度的无损检测提供参考。

关键词： 冻融循环   水流冲磨   冻融-冲磨耦合   混凝土损伤   损伤进程  

摘要： 冬季寒冷地区与水流接触的混凝土,常常会受到冻融循环和水流冲磨的双重作用,二者耦合后的作用机理及损伤进程尚不明确。研究了混凝土在冻融循环和水流冲磨耦合作用下的损伤进程,从混凝土质量损失、相对动弹性模量出发进行混凝土损伤评价,详细分析了C40、C50、C55混凝土分别在单独冻融循环、单独水流冲磨以及冻融-冲磨耦合作用下的损伤进程。结果表明:耦合作用下混凝土表面剥落严重,且质量损失超过了单独冻融循环和单独冲磨作用下质量损失之和。同时,冻融-冲磨耦合作用下的相对动弹模下降较多,C40混凝土的相对动弹模低至52%,加快了混凝土的失效过程;冻融循环作用导致混凝土结构疏松,进而促进了水流对混凝土的冲磨作用,使混凝土损伤加剧。