关键词： 垃圾填埋场土体   冻融循环   FLAC   3D   数值模拟  

摘要： 针对垃圾填埋场中土体冻融循环后力学性质的改变以及所产生的土体不均匀沉降问题,通过对大量国内外文献的阅读,分析了垃圾填埋场土体冻融循环后力学性质改变的机理,同时就目前国内外对土体冻融循环研究存在的问题,利用试验和数值模拟相结合的研究方法,为实际工程提供科学的理论依据。如在垃圾填埋场封场时,利用大型机械对表层土体压实来减少垃圾填埋场的不均匀沉降。

关键词： 亚氯盐渍土   冻融循环   融陷特性   上覆轴压  

摘要： 亚氯盐渍土的融陷性广泛影响着新疆公路基础建设。为研究亚氯盐渍土的融陷特性,以冻融循环为前提,采用固结仪杠杆加压法,研究含水率、干密度和上覆轴压对罗布泊亚氯盐渍土融陷系数影响规律。试验结果表明:亚氯盐渍土融陷系数随冻融循环次数增加而增大;随含水率、上覆轴压增大而增大;随干密度增大而减小。亚氯盐渍土冻融循环5次后融陷系数趋于固定值2. 53%,压力小于50 k Pa时,融陷系数增长速率较快;压力大于50 k Pa时,融陷系数增长速率逐渐减慢。研究成果可为分析亚氯盐渍土融陷机理和公路融陷病害防治提供参考。

关键词： 聚乙烯醇纤维混凝土   力学性能   纤维掺量   冻融循环   相对动弹性模量  

摘要： 为了揭示冻融下快硬聚乙烯醇纤维混凝土的力学性能及其变化规律,对不同纤维体积掺量的纤维增强快凝混凝土开展了冻融循环研究,测得不同冻融循环次数后的抗压强度、抗折强度、相对动弹性模量与质量损失率,并提出了聚乙烯醇纤维早强混凝土相对动弹性模量冻融损伤模型.研究结果表明:掺入0.2%～0.4%的聚乙烯醇纤维可以有效提高混凝土整体密实度及抗冻融能力,试件从脆性破坏过渡到延性破坏;150次冻融循环后,聚乙烯醇纤维增强快硬混凝土的抗压强度损失率小于17.8%;200次冻融循环后,抗折强度损失率及纵波波速下降幅度分别小于16%和10.6%.所提指数模型具有较高的适用性及拟合精度,能较好地反映聚乙烯醇纤维快凝混凝土冻融损伤的演化规律.

关键词： 风化   堆石料   冻融循环   变形特性   抗剪强度  

摘要： 反复的冻融循环是在严寒地区影响高土石坝安全的重要问题。本文依托西藏澜沧江如美高心墙堆石坝工程,利用清华大学研制的堆石料风化试验仪,对如美筑坝堆石料进行了不同法向应力条件下的冻融循环试验和直剪试验,研究了冻融循环过程中堆石料的变形与强度特性。试验结果表明,在一个冻融循环周期内,堆石料试样会依次经历"融缩"—"冻缩"—"冻胀"3个典型状态。冻融循环后会使堆石料试样产生较大的回胀变形,可使试样的密实度和抗剪强度有所降低。20次冻融循环后可使试样的就机抗剪强度降低约11.5%到15.4%。

关键词： 混凝土   冻融循环   硫酸盐腐蚀   劣化机理   CT技术   扫描电镜  

摘要： 基于多尺度研究了浓度为10%和15%硫酸盐溶液与冻融循环耦合作用下混凝土的劣化机理。从混凝土质量,抗压强度,相对动弹性模量时变规律等宏观力学指标探究了混凝土损伤劣化机制;运用CT技术和扫描电镜(SEM)技术从细微观角度研究了冻融循环与硫酸盐溶液耦合作用下混凝土的侵蚀劣化规律。研究结果表明:宏观上混凝土试样的质量损失总体呈现初期增加随后小幅下降后期快速增加的趋势、单轴抗压强度先增大后减小的变化规律;在高浓度溶液中的试样相对动弹性模量下降速率呈现出先快后慢的变化规律,在低浓度溶液中的试样相对动弹性模量下降速率开始比较缓慢随着冻融次数增加慢慢趋近于高浓度溶液中试样。细观上通过CT技术发现试样的孔隙率随着冻融次数的增加呈现先减小后增大的趋势,内部微裂纹逐步扩展直至贯通。微观上运用扫描电镜(SEM)观察到试样裂缝和孔洞内壁处生成了钙矾石和石膏,并由于其膨胀力使得混凝土结构酥松。硫酸盐侵蚀和冻融循环耦合作用下混凝土劣化过程有两个阶段:在前期硫酸盐能降低冻融循环对混凝土的劣化,在后期硫酸盐侵蚀产物膨胀力、结晶盐产生的结晶压力和冻融产生的冻胀力共同作用使混凝土加速劣化。

关键词： 冻融循环   含水率   围压   循环荷载   弹性模量  

摘要： 为研究土体在不同冻融次数、含水率、围压及荷载幅值条件下动弹性模量的变化,本文运用英国GDS动三轴实验仪对包头地区地铁附近的土样进行动力试验,模拟列车循环荷载对不同条件下的土体动弹模量的影响。研究表明:在加载初期动弹模量随振动次数有一段波动期,随后逐渐趋于稳定。动弹模量随着冻融次数的增加而减少,在冻融7次后基本稳定。土体含水率为其最佳含水率时动弹模量达到最大值,动弹模量随着围压的增加而增加,随荷载幅值的增加而减小,荷载幅值的增加使土体达到其稳定值所需时间减少。本文的研究成果可为季节性冻土区地铁设计提供一些参考。

关键词： 季节冻土   粉质粘土   冻融循环   抗剪强度  

摘要： 研究季节冻土区粉质粘土冻融后的力学指标变化规律,以哈尔滨地区的粉质粘土为研究对象,进行了不同含水率,不同冻结温度,不同冻融循环次数及干密度情况下的剪切试验.试验结果表明:粉质黏土硬度随含水率的上升而增加,并且因循环次数增加而变硬.

关键词： 冻融循环   砂岩   破坏特征   抗剪强度   弹性模量  

摘要： 为研究冻融循环作用下砂岩强度特性变化规律,开展了天然砂岩在不同冻融循环次数作用下的室内试验,分析砂岩的破坏特性、抗剪强度参数及弹性模量变化规律,结果表明:砂岩经过冻融循环作用后,其破坏面形式与天然状态下的砂岩破坏面形式保持相同;其内摩擦角随着冻融循环次数的增加呈现先增大后保持不变的变化规律;而黏聚力呈现先减小后保持不变的变化规律;对于砂岩试样的弹性模量,随着冻融循环次数的增加呈现减小的趋势;且当循环次数较少时,其弹性模量减小幅度较大;当冻融循环次数达到一定后,其弹性模量减小幅度较小。

关键词： 高延性混凝土   冻融循环   冻融本构关系   单轴受压   动弹性模量  

摘要： 高延性混凝土(HDC)具有良好的拉伸应变-硬化特性和裂缝控制能力,受拉状态下产生多条细密裂纹,这使得HDC极有可能具有良好的抗冻性能。基于此,通过采用快速冻融方法对21个HDC试件进行了冻融循环试验来研究HDC的抗冻性能,其中,3个HDC棱柱体试件进行冻融循环试验,18个HDC立方体试件进行不同冻融循环次数下单轴受压试验,测定不同冻融循环次数作用后HDC的表观特征以及各项基本力学性能,包括极限承载力、动弹性模量、峰值应变和裂缝状态。试验结果表明,经过300次冻融循环后HDC具有良好的裂缝控制能力,试件出现较少的细密裂纹,表现出良好的抗冻性能。通过分析HDC冻融试验应力-应变曲线,得到HDC冻融本构关系曲线,且与试验曲线对比,发现本构模型曲线与试验曲线较为吻合。

关键词： 冻融循环   冻融损伤   强度劣化模型   孔隙率   应变率  

摘要： 为研究冻融循环作用下饱水砂岩的强度劣化规律,开展了饱水条件下两组具有不同初始孔隙率砂岩的室内冻融循环试验。在测量砂岩孔隙率变化量、静态峰值强度和动态峰值强度的基础上,分析了整个冻融循环次数内两组砂岩孔隙率变化量和峰值强度损失率的演化规律。采用孔隙率变化量来衡量岩石的冻融损伤,比较了两组砂岩的冻融损伤程度大小。基于孔隙率变化量建立了饱水砂岩在冻融循环作用下的相对剩余峰值强度劣化模型,并选取与饱水砂岩强度劣化模型相同的函数对试验数据进行了拟合验证。结果表明:在整个冻融循环次数内,两组砂岩的孔隙率变化量和峰值强度损失率均随着冻融循环次数的增加而增大。B组砂岩的冻融损伤程度大于A组砂岩,但其峰值强度损失率却低于A组砂岩,说明饱水砂岩的峰值强度受冻融循环次数与应变率共同影响,且二者影响机制相反。冻融循环作用下饱水砂岩相对剩余峰值强度与孔隙率变化量的拟合关系较好,表明冻融前后的孔隙率变化量适用于评估饱水砂岩冻融作用后的相对剩余峰值强度。