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。

关键词： 粉砂土   石灰改良   冻融循环   抗剪强度  

摘要： 冻融循环模拟季冻区气候条件,在最佳含水率条件下,通过不固结不排水的三轴试验,研究不同石灰掺量(0%,4%,6%,8%,10%)、冻融次数(0,1,2,3,4,5,6,8,10,12)对粉砂土抗剪强度参数黏聚力、内摩擦角的影响.试验结果表明.加入石灰后.粉砂土的最佳含水率明显增大,最大干密度减小.粉砂土的黏聚力和内摩擦角随石灰掺量增加而增大,掺灰量超过8%时,黏聚力增长趋势开始下降.冻融作用对内摩擦角的影响不大.石灰改良粉砂土掺灰量在6%~8%范围内,其经济效果最佳.上述结果为季冻地区石灰改良路基粉砂土提供了参考依据.

关键词： 高延性混凝土   疲劳性能   冻融循环   S-N曲线   疲劳寿命  

摘要： 对高延性混凝土(HDC)进行75次和150次冻融循环后,进行单轴受压疲劳性能试验,研究其在不同应力水平、加荷频率下的疲劳变形特征和疲劳寿命。将常温养护条件下的试件与经过冻融循环试件的疲劳性能进行对比,建立适用于不同冻融条件下HDCS-N曲线模型。试验结果表明:经过常温养护条件下进行疲劳试验,得到疲劳寿命与加荷频率成正比,与应力水平成反比;经过冻融循环后进行疲劳试验,疲劳寿命较常温养护有明显减低,75次冻融循环后最高降低95.3%,150次冻融循环后最高降低97.3%;试件在疲劳破坏后,均具有较好的整体性,属延性破坏。对试验结果进行分析,以加荷频率、冻融次数作为参考值,建立不同冻融条件下HDC的S-N曲线模型,计算出HDC材料的疲劳折减系数:正常养护条件下为0.660~0.674,经过冻融循环后为0.589~0.612,下降约9.2%~12.6%。可为实际工程提供参考。

关键词： 排土场   非饱和土料   冻融循环   土水特征曲线   边坡稳定性  

摘要： 为了研究冻融循环条件下排土场土料的非饱和土水特征,选取元宝山露天矿内排土场土料为对象,研究不同体积含水率状态下土料在经历不同冻融循环次数后的基质吸力与宏细观结构的变化规律。结果表明:经历相同冻融循环次数时,基质吸力随含水率的减小而增加,且增加的幅度逐渐增大,土水特征曲线可划分为敏感阶段、亚敏感阶段和不敏感阶段;随着冻融次数的增加,土水特征曲线的曲率呈先增大后趋于稳定的规律,且基质吸力对冻融循环次数增加的敏感程度逐渐降低;冻融循环作用破坏土颗粒的均匀程度,且初次冻融循环影响最为显著;Van-Genuchten模型能较好地预测土料土水的特征曲线。因此,矿山排土过程中应重视冻融循环作用对排土场边坡稳定性的影响。

关键词： 灌浆套筒   冻融循环   力学性能   破坏形式  

摘要： 通过对Φ14 mm与Φ20 mm两种规格的半灌浆连接接头试件进行冻融循环及单向拉伸试验,对比常温及冻融循环作用下接头试件力学性能,分析冻融循环条件、冻融循环次数及钢筋直径对半套筒灌浆接头力学性能的影响。结果表明:与常温下试件相比,经冻融循环作用后试件的极限承载力较常温下试件出现一定程度下降,且随冻融循环次数增加下降幅度增大;经冻融循环作用后试件的破坏位移较常温下试件出现一定程度增加,且位移增加幅度随冻融循环次数增加而增大,破坏位移越大,表明钢筋与灌浆料之间的锚固性能越差;尽管试验用接头试件经冻融循环作用后力学性能出现一定程度下降,但其仍满足规范所需强度要求,可用于寒冷地区冻融循环条件下装配式建筑的施工。

关键词： 压实粉土   冻融循环   含水率   剪切强度  

摘要： 为了探究冻融及含水率对压实粉土抗剪性能的影响,以郑州粉土为研究对象,在不同制样含水率下,对不同冻融循环次数作用下的路基压实粉土进行直接剪切试验。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,抗剪强度及黏聚力呈先降低后趋于稳定态势,其中以首次冻融循环的降幅最为明显;土的内摩擦角随着冻融循环次数的增加出现小幅下降。冻融循环过程中,随着含水率的增大,土的抗剪强度及黏聚力劣化幅度增加,内摩擦角的衰减幅度受含水率的影响不明显。工程建设中,应合理设置路基防排水设施,减少冻融循环作用对土体力学性能的影响。