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关键词： 土力学   压实黄土   渗气系数   孔隙结构   增减湿路径   渗气模型  

摘要： 为探究非饱和土透气性能及其细观机制,采用自制渗气设备,测试压实黄土在不同初始状态、增减湿路径及等应力比压缩路径下的渗气系数,并结合压汞法(MIP)测试土体细观孔隙结构,分析渗气细观机制。试验结果表明:渗气系数keff随着压实饱和度S_(r0)的增大在10^(-12)~10^(-15) m^(2)范围变化,低干密度下keff随S_(r0)的增大先增后减,而高干密度下呈非线性减小;增湿可以使渗气系数降低达3个数量级,且增湿饱和度0.65以后降低迅速,而减湿可以提高渗气性,但影响远不及增湿明显;等应力比压缩下,keff随应力增大呈指数关系降低,且应力比越低降低越明显。MIP试验发现:随着S_(r0)增大,压实黄土中大孔隙先增多后减少,增湿对于孔隙密度分布曲线(PSD)影响较小,但减湿可以提高大孔隙度,且压实土较等状态下增减湿后土体表现出更多大孔隙结构;等应力比压缩会造成大孔隙减少,且应力比越低,大孔隙减少越多。结合渗气系数变化规律,非饱和压实土渗气性取决于其联通大孔隙结构,大孔隙结构越多,孔隙联通越好,渗气性则越好。提出孔隙结构参数,建立考虑孔隙结构的细观渗气模型,并结合试验数据对模型进行验证。

关键词： 混凝土   钢纤维   力学性能   黏结性能   抗裂性能  

摘要： 为探究钢纤维对混凝土力学性能与黏结性能的影响机理,对不同钢纤维掺量的混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和黏结抗拉性能进行试验研究。结果表明,钢纤维的掺入使混凝土抗压强度先提升后降低,劈裂抗拉强度明显增长,在破坏-黏结界面可显著提升黏结抗拉性能,但钢纤维掺量过多可能削弱对黏结抗拉强度的增强效果;此外,钢纤维的掺入还显著提高了混凝土的抗裂性能。

关键词： 再生混凝土   纳米SiO_(2)   PVA纤维   工作性能   力学性能   复合改性  

摘要： 随着复合材料理念的发展,为进一步探究纳米SiO_(2)(Nano-SiO_(2),NS)改性再生粗骨料与聚乙烯醇纤维(polyvinyl alcohol,PVA)耦合作用下复合改性再生混凝土力学性能,开展了坍落度、立方体抗压、轴心抗压、劈裂抗拉和抗折试验,研究了不同取代率下改性再生粗骨料混凝土随聚PVA纤维掺量增加的工作性能和力学性能变化规律。结果表明:随着纤维体积掺量增加,混凝土坍落度增大;混凝土破坏呈脆性,掺纤维的再生混凝土的破坏形态整体性更好;纤维体积掺量为0.05 vol%和0.10 vol%时,不同再生取代率下的立方体抗压强度、极限承载力、劈裂抗拉强度、抗折强度和静弹性模量都会有所减小,但在纤维体积掺量为0.15 vol%时,所有强度会反而超过且提高;PVA纤维会减小抗压极限承载力,对峰值应变出现不同正负效果,建议添加PVA纤维体积掺量为0.1vol%,如需添加PVA纤维,建议在再生取代率低于30 wt%使用。另外发现,改性再生粗骨料性能良好,可有效替代天然骨料或与天然骨料混合在实际工程中使用。

关键词： 分散性土   粉煤灰   氯化铝   无侧限抗压强度   改性机理  

摘要： 针对分散性土遇水分散的特点,采用粉煤灰结合氯化铝作为复合改良剂通过针孔试验、碎块试验、双比重计试验、可溶性孔隙水阳离子试验、无侧限抗压强度试验和电镜扫描试验等研究了粉煤灰结合氯化铝对分散性土的分散性、无侧限抗压强度和微观结构的影响。试验结果表明:粉煤灰和氯化铝对分散性土的分散性、无侧限抗压强度和土体内部微观结构有明显改善作用。其中当粉煤灰掺量≥2%,氯化铝掺量≥0.2%时,能将分散性土转变为非分散性土;同时使土体内部产生团聚体现象,土颗粒基本排列方式由片状结构转变为团粒结构和块状结构;改性土无侧限抗压强度随粉煤灰掺量和养护龄期的增加而增大,随氯化铝掺量的增加先增大后减小,最大可提升97.41%。粉煤灰和氯化铝对于分散性土的改性机理在于通过离子交换作用、胶结作用和降低土体pH值来改性分散性土。

关键词： 抗压强度   抗折强度   水工混凝土   试验   钢纤维  

摘要： 钢纤维作为一种增强材料,在水工混凝土中的应用显著提升了其抗折和抗压性能。试验表明,钢纤维的掺入不仅提高了混凝土的抗裂性,而且通过增强裂缝形成区的骨料与钢纤维间的黏结作用,通过增强裂缝萌生区域内骨料与钢纤维之间的黏结强度,有效地抑制了裂缝的进一步扩展。此种方法大幅提高了混凝土材料的韧性,同时显著增强了其抗裂性能。因此,在受到外力作用时,混凝土能够承受的最大拉伸应力也得到了明显的提高。

关键词： 机器学习   混凝土   力学性能   预测   XGBoost模型   神经网络   支持向量机  

摘要： 选择了BP神经网络模型、支持向量机、XGBoost模型这3种机器学习模型构建了混凝土原材料用量与28 d抗压强度之间的预测模型,比较了各模型的拟合度、泛化能力和预测误差。结果表明:XGBoost模型在拟合度和泛化能力方面表现较为优秀,是构建混凝土原材料用量与28 d抗压强度之间预测关系的最佳模型。

关键词： 人工冻结泥炭质土   无侧限抗压试验   三轴剪切试验   修正姜永东模型  

摘要： 研究目的:为研究冻结泥炭质土力学特性,利用改进的TSZ-2型全自动应变控制仪分别对滇池湖相沉积泥炭质土进行不同影响因素下的低温无侧限抗压强度试验与三轴剪切试验,讨论不同温度、围压、含水率和加载速率对冻结泥炭质土的峰值强度、变形模量和软化系数的影响,分析冻结泥炭质土的极限承载能力范围,并引入修正姜永东模型对冻结泥炭质土的偏应力-应变曲线进行研究。研究结论:(1)在不同影响因素下,冻结泥炭质土的峰值强度与围压、含水率、加载速率呈正相关,与温度呈负相关;(2)在试验条件内,冻结泥炭质土的变形模量随着峰值强度的增加呈线性增长,软化系数在0~0.544之间波动,偏应力-应变曲线基本表现为应变软化型,而随着围压的增加逐渐向应变硬化型转变;(3)冻结泥炭质土在-15℃~-5℃温度范围内的强度可以满足实际工况对冻结壁承载能力要求;(4)基于修正姜永东模型,构建适合冻结泥炭质土的本构模型,并对结果进行验证,具有较好的适用性;(5)本研究成果可为湖相沉积软弱土地区冻结法施工提供参考和借鉴。

关键词： 冻结泥炭质土   低温三轴试验   二元介质简化模型  

摘要： 为研究滇池湖相沉积典型冻结泥炭质土力学特性,利用改进的TSZ-2型全自动应变控制仪对滇池湖相沉积的泥炭质土进行不同影响因素下的低温三轴剪切试验,讨论不同温度、围压、含水率下冻结泥炭质土的力学特性,并引入二元介质模型理论对冻土的偏应力-应变关系进行分析。试验结果表明:随着应变的增加,偏应力-应变曲线可以划分为线弹性阶段、弹塑性阶段和基本稳定阶段,体积变形主要表现为体胀形态,冻土的变形特征均可用二元介质模型理论进行解释;在不同影响因素下,冻结泥炭质土峰值强度与围压、含水率呈正相关,与温度呈负相关;在试验条件内,围压对强度的影响先增后减,而含水率对强度表现出较高的敏感性,黏聚力随着温度的降低而增大,内摩擦角在20.56°~24.89°范围内波动。基于二元介质简化模型,构建适合冻结泥炭质土方程,并对结果进行验证,具有较好的适用性。

关键词： 超高性能混凝土   废弃陶瓷粉   镀铜钢纤维   分散工艺   力学性能  

摘要： 绿色低碳超高性能混凝土的发展是应对混凝土结构日益恶劣的服役环境和实现中国在2060年实现碳中和的宏伟目标的重要途径之一。利用废弃陶瓷粉取代25%的水泥并引入良好耐久性的镀铜钢纤维制备绿色低碳超高性能混凝土。镀铜钢纤维的分散状态无疑对其增强增韧效果的发挥具有重要影响。因此,探索了两种镀铜钢纤维分散方式(均匀筛入和直接倒入)对废弃陶瓷粉超高性能混凝土的流动性、抗折强度、断裂韧性、抗压强度、压缩韧性、折压比的影响规律。研究结果表明:通过均匀筛入法掺入镀铜钢纤维对废弃陶瓷粉超高性能混凝土抗折强度、抗压强度、折压比和断裂能的增强增韧效果均优于直接倒入,但对压缩功的提高效果稍弱于直接倒入。

关键词： 土力学   淤泥固化土   破碎   重塑土   强度损失   强度恢复  

摘要： 为明确淤泥固化土破碎重塑后的强度损失及后期强度恢复特性,通过开展无侧限抗压强度试验,研究固化剂掺量、淤泥初始含水率、前养护龄期、二次固化方式、破碎程度以及后养护龄期对重塑土强度变形特性的影响,并与常规固化土进行对比分析。结果表明:当固化土的强度大于600 kPa,初期重塑土的强度趋于稳定;缩短前养护龄期、增加固化剂掺量均有利于重塑土后期强度的恢复,重塑土的最终强度可恢复到固化土强度的40%~70%;固化剂总掺量相同时,二次固化重塑土的强度总体上小于一次固化重塑土,且第1次的掺量越高,强度降低越明显;高强破碎后的二次固化重塑土初期强度小于正常破碎二次固化重塑土,但后期强度随第2次固化剂掺量的增加而增长,且有可能大于正常破碎二次固化重塑土;重塑土的抗压强度小于200 kPa时,破坏应变随着强度的增大而减小,当强度大于200 kPa,破坏应变与固化土接近,在1%~2%范围;重塑土和固化土变形模量与抗压强度之间的关系基本呈相同的线性关系,即E50=73.8qu。