关键词： 分散土   力学特性   微观孔隙结构   冻融循环   三轴试验   季冻区   定量分析   应力-应变曲线  

摘要： 通过探究不同冻融周期条件下分散土的微观孔隙结构及力学特性,分析冻融环境对土体强度的影响。利用三轴试验及扫描电镜分别研究冻融循环下分散土力学性质变化规律及微观结构,并通过图像处理软件IPP定量获取土样的微观孔隙参数,包括孔隙率、平均孔径及平均形状系数。研究结果表明,土体结构内部孔隙数量及孔径大小均为呈现增加趋势,土体颗粒间的黏结效果减弱;分散土的破坏强度主要受土体孔隙的数量、大小及孔隙形状的影响,且与平均孔径、孔隙率及平均形状系数均呈负相关。由此得出分散土在不同冻融循环次数条件下微观结构会不断变化,进而导致土体的力学特性发生变化。

关键词： 碳纤维加固混凝土   抗冻融性能   质量损失率   有效粘接长度   抗折强度  

摘要： 为保障混凝土材料在高寒环境下的使用寿命,制备3组混凝土材料,一组作为对比组不使用加固材料,其他2组分别采用碳纤维复合材料进行条带式加固与全包裹式加固,采用冻融循环试验方法,测试试件在冻融循环过程中的性能变化,及冻融循环后的力学性能。结果表明,未加固的混凝土试件质量损失率、水量损失率均处于较高水平,且该试件的相对动弹性模量下降幅度较大,从而影响其抗冻融效果;采用碳纤维复合材料全包裹方式加固的混凝土质量、水量损失较小,有效粘接长度也并未发生较大变化,且该组试件在冻融循环后的力学性能同样保持良好,采用碳纤维复合材料全包裹方式加固后的混凝土抗冻融效果更强。

关键词： 结构面   冻融循环   力学参数   剪切试验  

摘要： 岩石结构面的季节性冻融是影响岩石稳定性的主要因素之一。本文以寒区岩体工程为背景,开展了不同冻融循环次数(0~5次)、不同剪切角度(45°、60°)下的结构面冻融循环剪切试验,研究了冻融循环下结构面的力学性质。研究结果表明:随着冻融次数的不断增加,结构面的剪切强度、剪切模量、粘聚力和内摩擦角不断降低,剪应变不断增大,剪切强度的下降主要是由于粘聚力下降引起的,剪切角度较高的结构面塑性变形特征更加明显。研究成果可为寒区岩体边坡稳定性分析提供理论与试验支持。

关键词： 聚丙烯纤维工程水泥基复合材料   冻融循环   力学性能   抗冻性   微观结构分析  

摘要： 针对冻融循环对聚丙烯纤维工程水泥基复合材料(PP-ECC)性能的影响,以质量损失、相对动弹性模量、抗压和抗拉强度等指标对其冻融劣化进行表征,利用试验数据建立冻融环境下PP-ECC材料各项性能的劣化规律,结合扫描电子显微镜(SEM)和压汞仪(MIP)从微观角度去分析PP-ECC试件冻融破坏机理。结果表明:冻融损伤是一个由表及里、循序渐进的过程。冻融循环作用下PP-ECC材料的轴心抗压强度、极限压缩应变与冻融循环次数近似呈线性相关,而相对动弹性模量、劈裂抗拉强度、开裂拉伸性能、极限拉伸性能的退化规律均为二次曲线下降。通过SEM和MIP试验观察到随冻融循环的增加,试样内部出现大量孔洞及微裂缝,裂缝不断发展延伸最终呈网状分布,平均孔径持续增加,有害孔和多害孔开始增多,结构愈加疏松。

关键词： 钢管混凝土   冻融循环   推出试验   粘结强度   粘结退化  

摘要： 为研究冻融循环环境下方钢管混凝土的粘结性能,设计制作了19组57个方钢管混凝土短柱试件,并对这些试件开展冻融循环后的推出试验。获得了试件的荷载-滑移曲线,分析方钢管混凝土粘结力的组成以及冻融循环次数、构件长细比、钢管宽厚比对粘结强度的影响。试验结果表明,冻融循环后方钢管混凝土的荷载-滑移曲线与常温下总体相似,包含无滑移段、上升段、下降段、残余段。无滑移段的粘结作用由化学胶结力提供,滑移产生后的粘结作用由摩擦力和机械咬合力提供。在试验参数范围内,方钢管混凝土的粘结强度随着冻融循环作用次数增加呈幂函数减小,随着构件长细比的增大呈线性降低,随着钢管宽厚比的增大呈指数下降。在试验结果基础上,提出了冻融循环后方钢管混凝土粘结强度的计算公式,计算结果与试验结果总体总体吻合。

关键词： 季节性冻土区   露天矿山边坡   不良地质作用   冻融循环作用   滑坡灾害治理  

摘要： 季节性冻土区露天矿边坡受不良地质作用影响及恶劣环境影响,不断出现变形、裂缝、滑移等病害,严重威胁矿山开采安全。基于图木尔廷—敖包锌矿东边坡失稳,开展了季冻区露天矿山边坡稳定性影响因素的研究,主要包括不良地质作用、冻融循环作用、开采爆破振动、水的直接作用等4个方面。在分析计算基础上,提出了包含削坡减载、边坡加固、疏排水工程及坡表喷涂和覆土的综合加固整治方案。经验算,按照设计方案进行加固后,能够有效提高东边坡的稳定性,解决困扰多年的东边坡稳定难题。达到从根本上消除安全隐患、保障矿山可持续开采的目的。

关键词： 节段预制全胶接拼装梁   剪力键   抗剪承载力   冻融循环   参数分析   混凝土损伤塑性模型   有限元法  

摘要： 为分析冻融循环对节段预制全胶接拼装混凝土梁剪力键抗剪承载力的削弱效应,建立剪力键抗剪承载力计算模型,并进行单调加载和反复加载模型试验验证,采用冻融材料应力~应变关系曲线,对冻融循环次数、冻融后反复加载、正应力水平、键齿数量、键齿尺寸进行抗剪承载力参数影响分析。结果表明:单调加载、冻融后反复加载的剪力键抗剪承载力与冻融循环次数均呈二次抛物线关系;冻融循环次数对剪力键抗剪承载力有较大削弱;冻融循环后再反复加载,剪力键抗剪承载力进一步明显降低。单调加载下,剪力键抗剪承载力和正应力呈线性正相关;剪力键抗剪承载力与键齿数量呈三次抛物线关系,键齿数量超过4个,抗剪承载力随键齿数量增多增长缓慢;剪力键抗剪承载力与键齿尺寸比呈线性正相关。

关键词： 冻融损伤   冻融循环   单裂隙红砂岩   NMR   压剪断裂  

摘要： 针对西部寒区工程中冻融循环对裂隙岩石的作用,采用TDS-300型冻融试验机,对单裂隙红砂岩开展冻融循环试验,裂隙倾角分别为0°、45°和90°,循环次数设为0,20,40,60次。利用伺服万能试验机对冻融损伤后的红砂岩进行单轴压缩试验,并借助核磁共振技术(NMR)检测红砂岩冻融损伤特征。试验结果表明:随着冻融循环次数增加,红砂岩的弹性模量、质量、峰值强度以及孔隙度损伤变量呈现不同程度的增大。通过核磁共振技术,发现T2谱图面积随着冻融循环次数的升高而增大,同时小孔发育缓慢,中孔前期较后期发育迅速,而大孔数量增加最多。此外,冻融循环次数越大,NMR图中白色斑点由边缘越向中心扩散,损伤面积逐渐增大,向内部深入。基于断裂力学,建立冻融-荷载耦合作用下单裂隙红砂岩压剪断裂判据,明确压剪系数与冻融循环次数、裂隙倾角的关系式。该研究可为探索寒区工程裂隙岩体力学行为以及机制提供一定的防灾减灾理论支持。

关键词： 水泥   磷石膏   稳定土   抗冻性能   冻融循环试验   浸水  

摘要： 为提高黄土路基的冻融稳定性,采用水泥-磷石膏对路基填料进行复合改良,研究了冻融次数、磷石膏掺量和水泥剂量对稳定土抗压强度的影响,并分析了在最不利浸水条件下稳定土的抗冻性能。结果表明:随着冻融循环次数的增加,水泥磷石膏稳定土强度逐渐降低,冻融循环5次后强度劣化趋势减缓;稳定土的抗冻性随磷石膏的加入逐渐下降,随水泥剂量的增大而提高;在最不利浸水条件下,混合料的冻融性能急剧下降,冻融次数越多,残留强度比越小,且随着冻融次数的增多,下降趋势逐渐增大。

关键词： 相变材料   冻融循环   黄土路基   抗冻性   强度劣化  

摘要： 为研究PCM对素黄土路基和粉煤灰改良黄土路基性能的影响,进行了击实试验、PH测试、液塑限测试及冻融循环试验。结果表明:掺PCM的黄土路基含水率增大,最大干密度减小;PCM对黄土路基pH值的影响不大,但对液塑限影响显著,路基液限和塑性指数随PCM掺量的增加先增大后减小;PCM的掺加减小了黄土路基初始强度,但可有效降低冻融循环作用对黄土路基力学强度的劣化速率,表明PCM能改善黄土的冻融性能。