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。

关键词： 粉质黏土   地震扁铲试验   共振柱   G-γ衰减曲线   冻融循环  

摘要： 根据深季节冻土区高速铁路周边土体实际工程状态,开展现场地震波扁铲侧胀试验和室内共振柱试验,结合现场土体刚度和室内刚度衰减规律,综合评价了冻融环境下粉质黏土原位刚度性状及衰减特征。结果表明:受冻融循环作用的影响,小应变条件下粉质黏土最大动剪切模量G_(max)由未经冻融时97.9 MPa降至53.6 MPa,最大衰减出现在冻融循环初期;经历循环后,土体归一化G/G_(max)-γ曲线出现上移,同等应变条件下,冻融循环后土体的G/G_(max)值较高;粉质黏土原位最大动剪切模量G_0显著高于室内最大动剪切模量G_(max)。说明取样、运输及制样等过程存在对土样的扰动作用,仅借助室内试验难于还原土体原位刚度特性;原位剪切模量随着冻融循环次数的增加而减小,冻融作用的影响随着应变的增大逐渐减弱,当应变超过工作应变γ_(DMT)时,可忽略冻融循环对土体动剪切模量的影响,根据工程实际应变范围和冻融作用合理选用土体刚度值是深季节冻土区工程设计的关键。

关键词： 膨胀土   冻融循环   土水特征   滤纸法   总吸力   基质吸力   曲线拟合  

摘要： 南水北调中线工程的膨胀土渠道容易遭受季节性冻融的影响。为探究冻融作用对膨胀土土水特征的影响规律,以南阳膨胀土为试验对象,采用滤纸法测定经历不同冻融次数的膨胀土土样的总吸力和基质吸力,绘制其试验散点图,并分别采用VG模型和幂函数模型对基质吸力及总吸力与土体含水率的关系进行拟合。结果表明:随着冻融循环次数的增加,基质吸力和总吸力土水曲线整体向左下方偏移,进气值逐渐减小,持水性能降低;渗透吸力在含水率增大时逐渐减小,但不同冻融次数的渗透吸力数值并无显著差别;采用VG模型和幂函数模型分别拟合本试验中的基质吸力土水曲线和总吸力土水曲线,相关系数高,形式简单,模型参数在冻融循环中逐渐趋于稳定值。研究成果可供处在季节性冻土区的膨胀土工程建设及维护提供参考。

关键词： 砂岩   水化学腐蚀   冻融循环   共同作用   细观损伤   力学性能劣化  

摘要： 为研究水化学与冻融循环共同作用下岩石的细观结构损伤及力学性能劣化特征,分别对经酸性、中性和碱性水化学溶液浸泡和冻融循环处理后的砂岩进行核磁共振测试和单轴压缩试验,分析砂岩孔隙度和力学参数的变化规律,结果显示:随水化学溶液浸泡时间的增加,砂岩强度和弹性模量均有所降低,且酸性溶液下的降幅最大。随水化学溶液冻融循环次数的增加,砂岩强度和弹性模量均有明显降低,且中性溶液冻融循环下的降幅最大;水化学溶液浸泡对砂岩小孔径孔隙度分量影响不大,而水化学溶液冻融循环对其影响显著,且不同溶液下小孔径孔隙度分量增幅较接近;水化学溶液浸泡与水化学溶液冻融循环对砂岩大孔径孔隙度分量的影响均较显著,单纯浸泡下酸性溶液增幅最大,冻融循环下中性溶液增幅最大;水化学溶液冻融循环条件下砂岩小孔径孔隙细观结构以受冻胀损伤为主,大孔径孔隙则受化学腐蚀和冻胀损伤的共同作用,在孔隙度上综合表现为冻胀与腐蚀的叠加效应,且在砂岩大孔径孔隙细观结构上,酸、碱腐蚀对其与冻胀作用的叠加效应有一定抑制作用;砂岩初始裂隙体变与核磁孔隙度变化率相关性良好。

关键词： 玄武岩纤维混凝土   冻融损伤度   灰熵   孔结构参数  

摘要： 通过玄武岩纤维混凝土(BFRC)的快速冻融试验和微观孔结构试验,研究了2种冻融介质(水和质量分数为3.5%NaCl溶液)条件下BFRC相对动弹性模量、冻融损伤度以及强度的变化规律,分析了孔结构参数(含气量、孔比表面积、气泡间距系数和气泡平均弦长)与BFRC抗压强度、抗折强度和冻融损伤度的关系,采用灰熵法探讨了BFRC孔结构参数对其抗压强度、抗折强度以及冻融损伤度的影响规律.结果表明:BFRC强度随其含气量、气泡间距系数、气泡平均弦长的增加而减小,而冻融损伤度随上述3个孔结构参数的增加而增加;BFRC强度随其孔比表面积的增加而增加,而冻融损伤度随孔比表面积的增加而减小;对BFRC抗压强度、抗折强度影响最大的因素均为孔比表面积;影响BFRC冻融损伤度的主要因素为气泡间距系数和气泡平均弦长,这2个因素随冻融循环次数、玄武岩纤维掺量的变化而变化.

关键词： 冻融循环   氯盐腐蚀   粘结性能   本构关系  

摘要： 为了研究冻融循环和氯盐侵蚀两种因素对钢筋与混凝土粘结性能的影响,设计了光圆钢筋和螺纹钢筋两种钢筋混凝土试件,对其在三种不同冻融次数(15次、25次、50次)和三种不同浓度(3. 5%、7%、10%)氯盐溶液条件下进行试验,探讨钢筋混凝土试件试验后的粘结性能退化规律。结果表明:光圆钢筋试件表现为拔出破坏,螺纹钢筋试件表现为劈裂破坏。当冻融循环次数较少时,钢筋与混凝土之间的粘结性能随着氯盐侵蚀程度的增加略有提高;当冻融循环次数大于等于25次时,粘结性能随氯盐浓度的增加而变差,冻融破坏程度不同,钢筋与混凝土粘结性能随氯盐浓度大小变化的敏感程度不同。最后根据试验结果拟合出冻融氯盐侵蚀后试件的粘结强度-滑移本构关系。

关键词： 再生混凝土   硫酸盐侵蚀   冻融循环  

摘要： 再生混凝土是一种低碳绿色建筑材料,具有很好的发展前景,为了分析在冻融循环和硫酸盐侵蚀共同作用下再生混凝土的耐久性,文章分别阐述了冻融循环作用下和硫酸盐侵蚀作用下再生混凝土的耐久性,通过对不同旋转周期下混凝土样品的质量损失率和相对弹性模量进行测试,分析了冻融循环和硫酸盐侵蚀共同作用下再生混凝土的耐久性。

关键词： 岩石力学   冻融循环   层理砂岩   损伤系数   劣化模型  

摘要： 岩石在冻融环境下发生的损伤与其层理结构密切相关,同时冻融损伤作为一种综合表现,单纯考虑岩体内部某一种尺度缺陷或外部单一因素在冻融循环作用下的变化,不足以客观反映损伤情况。对垂直、平行层理试样开展0、20、40次冻融试验,首先探究了层理砂岩在冻融过程中的损伤发育特征,之后基于Ф100 mm SHPB试验装置,进行5种弹速下的冲击试验,分析了冻融循环条件下层理砂岩冲击破碎块度分布规律,以冻融损伤累积与破碎块度的相关性为理论依据,以力学性质的冻融劣化为思想建立了层理砂岩的冻融劣化模型,研究结果表明:冻融环境下,两种试样孔隙发育、纵波波速表现出显著差异,平行层理试样相对更容易发生损伤;各级冲击弹速下破碎块度分布与冻融循环次数之间存在正相关、负相关以及波动型3种相关关系;劣化模型基于负相关区域数据和成比例相同区域数据得到的强度、峰值应变计算值与实测值非常接近,基于正相关区域数据得到的强度计算值也与实测值有很好的一致性。