关键词： CBR   干湿循环   冻融循环   压实度   含水率  

摘要： 为研究气候环境对黄土路用性能的影响作用,通过室内CBR试验测定土样在干湿循环和冻融循环条件下的CBR值,分析不同循环条件下的P-L曲线、循环次数与CBR值的关系以及含水率与CBR值的演变规律,试验结果表明:(1)在P-L关系曲线中,循环次数一定时,贯入量随着单位压力的增加而增加;相同单位压力下,循环次数越多,试件强度越低,贯入量越大。(2)在5次干湿循环过程中,CBR值均随着循环次数的增加而降低,干湿循环作用下的CBR值与循环次数呈负线性相关,第2次干湿循环为转折点,CBR值减小值逐步增加,反复干湿循环作用下,基质吸力和孔隙结构特征是相互影响的。(3)冻融循环过程中,冻融循环作用下的CBR值与循环次数成二次方负相关,且有趋于稳定值的趋势。(4)在反复循环过程中,分析得到的变化规律为模拟黄土路基在气候环境影响下的长期演变规律研究以及实际工况提供一定的参考依据。

关键词： 冻融循环   应力应变   破坏强度   石灰改性黄土   结构性参数  

摘要： 对石灰改性黄土进行击实试验,得到改性黄土的石灰掺量分别与最优含水量和最大干密度的变化规律。同时在冻融循环作用下,利用三轴剪切仪对石灰改性黄土进行固结排水剪切试验,以此研究冻融循环下石灰改性黄土的力学特性。结果表明:随石灰掺量增大,最优含水量也逐渐增大,最大干密度却呈减小的趋势。不同石灰掺量下,冻融循环后改性黄土的应力应变关系曲线随冻融循环次数的增加由弱硬化型向弱软化型过渡,最后趋于强软化型。随冻融循环次数的增加,破坏强度呈下降趋势,石灰掺量为6%且冻融次数10次时,围压越大,破坏强度衰减率越小;石灰改性黄土的黏聚力随冻融循环次数的增加而降低,最终趋于稳定,而内摩擦角几乎保持不变。石灰掺量一定时,随冻融循环次数增加,结构性参数减小,且变化趋势不大;冻融循环次数一定时,随石灰掺量的增加,结构性参数呈减小的趋势;同时,随着围压不断地增大,结构性参数也呈减小趋势,结构性参数与轴向应变关系曲线随着围压的增大由强软化型向弱软化型过渡。

关键词： 压实黄土   冻融循环   水分   空隙率   变形  

摘要： 甘肃省属于典型的失陷性黄土地区,域内黄土公路路基超过2万公里,不少路基不同程度的出现了不均匀沉降、路面沉陷等病害。因此,研究季节冻土区黄土路基防治技术,探求冻融循环与黄土路基湿陷之间存在的内在联系,对于预防和减轻黄土路基湿陷性病害具有重要意义。本文通过对压实黄土进行冻融循环试验分析了其性能的变化,结果显示:冻融循环作用对黄土的冻胀和融沉变形具有重要的影响,具体为其最大干密度变小,孔隙比变大,强度降低,土样内部结构发生明显的弱化。

关键词： 页岩   冻融循环   表面裂纹   层理   数值模拟  

摘要： 对页岩进行冻融循环试验,借助激光扫描显微镜对岩石在垂直和平行层理两个方向上的表面裂纹的扩展过程展开细观研究。采用数值模拟对冻融循环作用的温度应力分布、裂纹扩展过程及其机制进行研究。研究结果表明:裂纹深度、裂纹宽度和表面积比均随着冻融循环次数的增加而增大。部分颗粒在冻融循环作用下会发生破碎和崩落。垂直层理的岩石表面的裂纹深度、裂纹宽度和表面积比的增幅较小,曲线较平缓。而平行层理的岩石表面的裂纹深度、裂纹宽度和表面积比的增幅较大,曲线较陡。层理面表现出较为明显的弱面特征。裂纹更容易沿着层理面扩展。裂纹的形成和扩展会导致应力场的重分布。应力集中现象出现在层理面与表面的交界处。表面裂纹大都发端于表面层的自由边界,而后向内部扩展。

关键词： 冻融循环   水泥固化铅污染土   无侧限抗压强度   孔隙特征   SEM  

摘要： 水泥基固化剂封闭是近年来重金属污染修复治理的主要技术手段之一。冻融循环作用是影响水泥固化重金属污染土力学特性的重要外营力。本文以人工制备的铅污染土为研究对象,结合冻融实验和室内土工试验,研究冻融循环作用对铅污染土无侧限抗压强度的影响。结果表明:随着水泥掺量的增大,水泥固化铅污染土的无侧限抗压强度增大,破坏应变减小;随着铅离子掺量的增大(污染程度升高),水泥固化铅污染土的无侧限抗压强度q u降低,应力-应变曲线变化趋势更加相似;水泥固化铅污染土的无侧限抗压强度q u随冻融频次的增大而降低;相同冻融频次条件下,随着水泥掺量的增加,水泥固化铅污染土的无侧限抗压强度q u损失率降低。基于SEM图像对固化铅污染土进行微观结构定量分析,表明随着冻融次数的增加,试样中细颗粒(<1μm)和细孔隙(<2μm)所占比例均提高。冻融作用对土体结构的破坏可能是导致土样无侧限抗压强度q u降低的主要原因。

关键词： 粗粒土   冻融循环   细砾组含量   单轴抗压强度   弹性模量   破坏应变  

摘要： 循环冻融作用下粗粒土的力学性质对于高寒地区边坡稳定性分析意义重大。以藏区某一排土场土体作为依托,开展了不同冻融循环次数后不同级配黏质粗粒土的单轴压缩试验,研究冻融循环作用对黏质粗粒土单轴抗压性能的影响。结果表明:冻融循环作用对黏质粗粒土应力-应变关系曲线性状及破坏模式有一定的影响,可使其应变呈现由脆性破坏(软化)向塑性流动(硬化)变化的规律。当提高冻融循环次数时,该类土体的弹模和抗压强度均显著减小,其中5~9次冻融循环前减小幅度较大,之后基本保持不变。单轴抗压性能的弱化与土样循环冻融过程中伴随的细颗粒团聚、大中孔隙增多、密实度下降有关。20次冻融循环后,该土质土样抗压强度、弹模最大降低幅度各自高达43%和77%。可见随着提高细砾组的含量,土样的抗压强度和弹模均呈现下降的趋势,这与该土样内粗、细土颗粒的比例及强度发挥机理密切相关。粗粒土单轴抗压破坏应变随冻融循环次数和细砾组含量的增加有一定的增加趋势。

关键词： 片麻岩   岩质崩塌   冻融循环作用   微观结构劣化  

摘要： 新疆塔县地区广泛分布小规模岩质崩塌,是该地区频繁爆发泥石流的主要物源。调查发现,这些崩塌主要受区域性节理和风化作用控制。为揭示塔县地区岩体冻融劣化及崩塌机理,本文选取崩塌岩体中岩性比例最高的片麻岩,在干燥和饱和条件下进行不同次数的冻融循环试验,通过SEM电镜扫描和吸水率、大开空隙率以及质量损失测试,研究片麻岩样微观结构和宏观物理特性的变化。结果表明,在内部应力以及冻胀力的作用下,片麻岩微观结构发生劣化,联结较弱颗粒的破碎、剥落以及微观裂隙的扩展导致斜坡表层岩体强度降低,抗风化能力下降。而在冻融循环作用的长期影响下,这种风化作用会逐渐进入坡体内部,最终导致连续小规模崩塌,并在坡脚处堆积,为泥石流提供物源。

关键词： 粗粒土   冻融循环   细砾组含量   剪切强度   弹性模量   抗剪强度指标  

摘要： 通过室内循环冻融循环试验和三轴不固结不排水(UU)压缩试验研究了循环冻融作用与细砾组含量(P2-5)对黏质粗粒土抗剪性能的影响。结果表明,冻融循环作用对黏质粗颗粒土的应力-应变曲线性状具有一定的影响,可使其由未冻融的应变软化向应变硬化转变的趋势,但随着细砾组P2-5含量的增加,冻融作用对其影响逐渐减弱。随着冻融循环次数的增加,土样剪切强度呈现逐渐衰减,且在5~9次冻融循环次数后基本保持不变,多次循环冻融作用后剪切强度最大衰减幅度可达40%。弹性模量随冻融循环次数的增加上下波动较大但整体呈现下降趋势。在抗剪强度指标方面,冻融作用对黏聚力影响比较显著,随着冻融循环次数的增加,黏聚力逐渐减小,最大衰减幅度可达65%,而内摩擦角上下波动较大无明显趋势。此外,随着细砾组P2-5含量的增加,剪切强度、弹性模量及抗剪强度指标均呈现不同程度的减小,这与粗粒土内部粗颗粒和细颗粒占比及其强度发挥机制有关。

关键词： 基础工程   锥柱式桩基础   冻融作用   模型试验   温度场   水分场   变形  

摘要： 在寒区工程中,基础水热状态及变形受冻融循环的影响。锥柱式桩基础是一种渐扩式扩底桩,在多年冻土区得到了大量的应用,但是其理论研究依然落后于工程实践。鉴于此,通过室内模型试验,利用温度传感器、水分传感器及激光位移计对冻融循环作用下桩基和土体温度场、水分场及变形进行同步监测。结合冻融周期,分析桩基水热及变形的变化规律。结果表明,回填土冻结深度随冻融次数的增加而增厚,桩基导热性能优于土体,且桩基对环境温度的响应更为敏感,因此其能够为深部土体和外界环境提供良好的热交换通道,致使冻融过程中温度场分布与桩基形态紧密相关;受温度势、重力势和毛细作用对水分的驱动作用及桩底扩大部分和冻结层对毛细水的阻滞作用综合影响,经历一定冻融循环,桩周土含水量减小,桩底和基底两侧一定范围内形成水分集聚区域;桩基和土体纵向变形在冻融过程中均呈增大趋势,土体最大变形1.9 mm,桩基最大变形8.0 mm,随着冻融次数的增加,二者相对变形经历急剧累加、缓慢累加和稳定动态变形三个阶段。

关键词： 大骨料混凝土   冻融循环   单轴动态抗拉强度   破坏准则  

摘要： 针对寒冷地区水工混凝土结构受冻融循环和动荷载作用后会影响其混凝土力学性能,采用混凝土自动快速冻融机进行大骨料混凝土抗冻性试验,再利用大型电液伺服静动三轴试验设备对其进行单轴动态抗拉试验。基于试验数据分析了不同冻融循环次数下的大骨料混凝土的破坏形态和质量损失率及单轴抗拉强度、峰值应力点的应变随冻融次数和应变速率的变化规律。结果表明,动态极限强度较静态极限强度提高的百分比随冻融循环次数增加呈降低趋势,冻融循环作用后单轴抗拉强度在应变速率为1×10-3/s或1×10-2/s时损失最多;在对试验结果分析的基础上建立了冻融循环和动态加载速率作用的大骨料混凝土单轴动态抗拉破坏准则。