关键词： 混凝土   玄武岩纤维   冻融循环   数字图像相关   断裂性能   弯曲韧性  

摘要： 在带切口梁的三点弯曲试验中,采用数字图像相关(DIC)技术观测玄武岩纤维混凝土(BFRC)试件的全场变形,基于DIC技术的水平应变云图和水平位移云图确定试件的起裂荷载和裂缝开口位移,并研究冻融循环次数和玄武岩纤维掺量对BFRC试件断裂能、延性指数和等效断裂韧度的影响.结果表明:玄武岩纤维的掺入能够提高BFRC试件在冻融条件下的断裂能,但提高程度不如冻融损伤带来的下降程度大;BFRC试件的延性指数随玄武岩纤维掺量的增加呈现先增大后减小的趋势,而随冻融循环次数的增加呈现上升趋势;冻融损伤主要降低了BFRC试件在微变形阶段和小变形阶段的等效断裂韧度,在中变形阶段的降低程度有限,在大变形阶段降低程度已不显著,而玄武岩纤维的增韧作用在混凝土变形的各个阶段都比较显著,且增韧程度为微变形阶段最小,小变形阶段较低,中变形阶段较高,大变形阶段最高.

关键词： 岩土工程   尾矿坝   冻融循环   力学响应特性   变形机制  

摘要： 寒区冻融环境条件下,尾矿砂的冻融、缩胀、损伤破坏给寒区尾矿坝工程造成极大的危害。为探究冻融循环作用下尾矿坝变形规律,揭示其变形机制。采用自主设计的尾矿坝相似模型试验装置,开展不同冻结温度(-5、-25、-45℃)条件下,尾矿坝的变形规律模型试验。借助土压力、激光位移、孔隙水压力传感器,采用动态数据采集仪采集相关数据,分析冻融循环过程中尾矿坝各关键位置应力、变形、孔隙水压力的动态变化规律。试验结果表明:坝体内应力随冻结温度的降低而增大,在冻融循环前期,尾矿坝各关键位置应力增长速度明显高于冻融循环其他阶段。坝体内孔隙水压力随冻结温度的降低而减小,坝体越深,孔隙水压力的变化幅度越大,周期性更强,也更具有规律性。冻结温度具有明显的位置效应,越靠近尾矿坝边缘,坝体变形量越大,变形速度越快。

关键词： 冻融循环   硫酸盐侵蚀   耦合作用   水工混凝土   耐久性试验  

摘要： 结合试验方式对冻融循环与硫酸盐侵蚀耦合作用下水工混凝土的耐久性能进行分析。结果表明,在试验初期,硫酸盐侵蚀可对水工混凝土的冻融损伤产生一定抑制作用,使得水工混凝土的各项耐久性指标有一定程度的提高,但在试验后期,在硫酸盐和冻融循环耦合作用下,水工混凝土的各项耐久性指标下降速率递增明显。耦合影响下水工混凝土表层的粘聚力降幅增大,但表面摩擦系数变幅较小。水胶比达到0.33时,耦合作用下水工混凝土的耐久性能可达到最佳。

关键词： 混凝土   超低温   冻融循环作用   温度区间   弹性模量  

摘要： 通过混凝土经历10℃^-40℃、10℃^-80℃和10℃^-160℃等3种典型的超低温温度区间冻融循环作用试验,探讨不同的温度区间和冻融循环作用次数对混凝土弹性模量的影响。结果表明,随冻融循环作用次数的增加,上限温度时因冻融损伤累积使混凝土的弹性模量呈逐渐软化趋势,其中下限温度较低温度区间的变化趋势最为明显;下限温度时因混凝土内孔隙水结冰使混凝土弹性模量呈先增大后减小趋势,且较上限温度时的变化幅度更大。不同温度区间的混凝土相对弹性模量差以及上下限温度时单次冻融软化指标和累积冻融软化指标均存在明显的差异且变化规律较为复杂。该文还由试验结果拟合出混凝土相对弹性模量与超低温冻融循环作用的温度区间和次数间的关系式。所获得的这些结果可为LNG储罐类混凝土结构的设计和安全性能评估提供参考。

关键词： 砂岩   冻融循环   冻融损伤   力学特性   无损检测技术   CT扫描   劣化度机理  

摘要： 针对冻融循环作用下砂岩冻融损伤机理和物理力学参数之间相互关系的问题,利用5种可重复操作的无损检测法(电阻测试、声波测试、滴定测试、CT扫描、局部细观放大技术)对低应力循环荷载作用下冻融循环试验后的岩样进行检测,并对岩样的冻融劣化机理作出了分析,通过CT扫描得到岩样CT数值变化规律并发现冻融作用,找出了冻融后参数间的关系。结果表明:岩样物理参数和动力力学参数对冻融作用的敏感性排序为:阻尼比(λ)>动泊松比(ud)>电阻率(ρ)>阻尼系数(C)>纵波波速(v)>浸润面积(S)>动弹性模量(Ed)>质量(m),由此可在定量检测砂岩的冻融程度时,按参数对冻融作用的敏感性排序选择优先检测的参数种类,以减少检测的工作量;经过定量比较分析,提出了无损测试中各种参数间的关联性,得出了质量、阻尼比、动泊松比、阻尼系数、纵波波速、动弹性模量两两参数之间的定量关系,因此可通过一种参数的变化规律,预测另一种参数的变化趋势,在有限的试验条件、试验次数下,有效地精简所需试验的参数数目。

关键词： 冻融   水灰比   混凝土   粉煤灰   引气剂  

摘要： 通过配和比试验制作出不同水灰比、粉煤灰掺量和引气剂掺量的混凝土试件,在每循环50次冻融试验后,测取混凝土的抗压强度、动弹模量和质量损失;研究了不同影响条件下混凝土各指标的变化规律以分析混凝土冻融破坏机理,并通过冻融前后混凝土孔隙率在每一种条件下的变化规律。结果表明:混凝土在经历冻融循环试验后,逐渐由密实状态变为松散状态,同时随着冻融次数增加,混凝土表面由少量微观裂隙积聚转为大量裂隙贯通形成宏观表面裂缝,而这些裂缝一般由混凝土在发生水化反应时产生,也有部分由引气剂中气泡破裂造成。研究得出:选取适合的水灰比及粉煤灰、引气剂的掺量,对提升混凝土耐久性具有显著效果。

关键词： 混凝土抗冲磨性能   冻融循环   冻融损伤   磨蚀率   流速  

摘要： 寒冷地区水工构筑物长期承受着河流冲刷及冻融循环的循环作用。两者耦合作用下,混凝土力学性能及耐久性能将出现更大程度的劣化。该文对冻融循环作用下的混凝土抗冲磨性能进行研究,根据理论分析和试验结果,研究了冻融侵蚀作用下混凝土冲磨损伤规律。该文主要研究工作如下:①设计一种新的混凝土冲磨试验方法。考虑引气剂、冻融次数等因素,进行混凝土试件的冻融试验,得到冻融混凝土的动弹模、相对质量和抗压强度变化规律;进行冻融混凝土在不同流速下的冲磨试验。试验表明,混凝土在冻融和冲磨耦合作用下,耐久性退化比单一因素的作用严重2~3倍;②结合混凝土冻融损伤模型和冲磨模型,建立冲磨作用下冻融混凝土的磨蚀率理论模型。该模型计算结果与试验数据有良好的吻合;③建立有限元模型,对我国北方地区混凝土桥墩进行分析,在考虑冻融和冲磨交替作用下,混凝土桥墩表面年均磨蚀厚度在4.7~5.7mm之间。河流流速越大,冲磨程度越高。

关键词： 喷射混凝土   共同作用   气泡结构   混凝土pH值   NO3^-扩散  

摘要： 为进一步研究硝酸侵蚀/冻融循环共同作用喷射混凝土耐久性能,试验采用固液萃取法和电化学法,测试喷射混凝土pH值和NO3^-含量,讨论冻融损伤和喷射混凝土配合比对其孔溶液离子扩散的影响。结果表明,冻融损伤喷射混凝土中微裂缝数量增多并扩展,继而相互连通形成裂缝,硝酸扩散速度加快。喷射混凝土pH值随冻融循环次数增大逐渐降低,NO3^-含量增大。高水胶比及粉煤灰掺量喷射混凝土pH值低,NO3^-含量大。与普通喷射混凝土相比,喷射钢纤维混凝土离子含量变化幅度较小,抗冻性能较高。共同作用下喷射混凝土同时遭受H^+、NO3^-及冻融损伤三重作用。在硝酸化学侵蚀作用下,混凝土pH值快速下降,NO3^-含量增加,水化产物被侵蚀或发生分解,使其矿物组成及微结构发生改变,促进微裂缝萌生。同时,在NO3^-与冻融循环形成的盐冻作用下,混凝土表面水泥砂浆及骨料快速剥蚀,最终导致混凝土结构酥松,物理力学性能退化。

关键词： 再生粗骨料   锂渣   再生混凝土   抗冻性  

摘要： 针对冻融损伤分析再生粗骨料取代率和锂渣掺量对混凝土质量、动弹性模量以及抗压强度的影响。试验结果表明:过多使用再生粗骨料不利于抗冻性的提高;适量添加锂渣可以有助减轻冻融循环给混凝土带来质量损失的影响,且随着掺入量的增加,抗冻性能呈现先提高后降低的趋势,当掺量为20%时,抗冻性能达到最优。由试验数据拟合得到用再生粗骨料取代率以及锂渣掺量两因素的混凝土冻融后抗压强度劣化方程。

关键词： 膨胀土   含水率   冻融循环   抗剪强度指标  

摘要： 为研究膨胀土在冻融循环条件下的力学特性,对不同含水率的荆门膨胀土进行0,1,2,4,8,12次的冻融循环试验,探究冻融循环对膨胀土力学性能的影响,从而揭示偶发霜冻地区膨胀土的强度衰减模式.研究发现,荆门膨胀土在剪切过程中表现出应变硬化的趋势,且增长趋势接近指数函数曲线;膨胀土的粘聚力在冻融循环过程中先升后降,内摩角则逐渐降低,且含水率对膨胀土剪切强度影响较大.