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关键词： 季冻区   应力-干湿-冻融循环作用   膨胀土   剪切强度   土-水特性  

摘要： 为了研究复杂的环境因素对季节性冻土区(季冻区)膨胀土工程破坏的主要原因,选定临沂市沂河地区膨胀土,开展室内基本土工试验,量测膨胀土的基本物理力学性质指标;通过膨胀土应力-干湿-冻融循环(stress-wet-dry-freeze-thaw,L-WDFT)试验,量测出膨胀土剪切强度及土-水特征曲线,分析L-WDFT循环对季冻区膨胀土水力-力学特性的影响。结果表明:L-WDFT循环作用对膨胀土力学特性的衰减有显著影响;内摩擦角有波动但幅度不大,可以忽略;剪切强度和黏聚力均有所降低,但第3次循环后基本趋于稳定,且随着上覆应力的增大,整体衰减幅值减小。在L-WDFT循环作用过程中,各组膨胀土水分特征曲线趋势大致相同,随着上覆应力的增加,土-水特征曲线呈现整体上移的趋势,在较小吸力范围内,膨胀土土-水特征曲线下移区间较小。

关键词： 丹山河   堤防   粉质黏土   力学   水-热-力耦合  

摘要： 为研究番禺丹山河堤防粉质黏土的力学特性,基于水-热-力耦合方程,采用了COMSOL离散元计算模块开展了土样的多场耦合力学试验模拟,在验证了数值计算结果可靠性的基础上,基于模拟结果开展了土样力学特征探讨。研究表明:不论是温度场或是渗透水压场,均不会改变试样应变发展特征;温度梯次递增,试样承载能力呈先增后减变化,转折点温度为100℃;渗透水压增大,承载能力减弱,在水压超过20kPa后降低更显著。含砂量愈多,试样弹性变形能力降低,而承载能力增强。研究可为水-热-力多场耦合下土壤力学特征及数值计算设计提供参考。

关键词： 土力学   干湿循环   花岗岩残积土   MICP   劣化机制  

摘要： 采用微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)对岩土体进行改良是当前的研究热点,而针对改良后土体抵抗干湿循环作用能力的研究以及劣化机制的分析鲜有报道。因此,以微生物改良后的花岗岩残积土为研究对象,结合典型环境因素设计干湿循环试验,综合力学试验和微细观检测,系统分析微生物改良后花岗岩残积土在干湿循环作用下力学性能变化及劣化机制。结果表明:(1)干湿循环作用下,改良土的抗压强度、抗剪强度呈先快后慢的劣化趋势,30期干湿循环作用后,抗压强度,黏聚力,内摩擦角分别降低56.73%,38.73%,24.66%,其中,前12个周期的劣化速度较快,而后劣化速度明显降低并逐渐趋于稳定。(2)在干湿循环作用下,由于碳酸钙胶结物和长石矿物的溶解作用影响,改良土的孔隙率、密度、纵波波速呈现与力学参数一致的变化规律。(3)微细观结构显示,改良后花岗岩残积土的孔隙结构结构明显改善,密实性明显增强,联通的孔隙明显减少,干湿循环作用下,部分联通孔隙处的碳酸钙胶结物和长石矿物发生溶解,导致孔隙率呈一定的增大趋势,但碳酸钙胶结形成封闭孔隙处的碳酸钙依然保持完整的性态,同时,长石溶解生成的高岭石与钙离子反应生成硅铝酸盐沉淀对孔隙通道形成填充和堵塞,进而使得改良体在干湿循环作用下的微细观结构变化和物理力学性能劣化也趋于稳定。相关研究思路和结果可为MICP技术在花岗岩残积土改良中的应用提供参考。

关键词： 橡胶颗粒   玻璃粉   再生混凝土   力学性能   抗冲击性能   Weibull分布  

摘要： 为提高固废在混凝土中的综合利用率,制备一种具备高效消纳固废能力的新型混凝土,通过原材料优选和L_(16)(4^(3))正交试验设计,采用极差分析和方差分析研究了橡胶颗粒(RP)取代砂、玻璃粉(GP)取代水泥、再生粗骨料(RCA)取代天然粗骨料(NCA)时,三者取代率对混凝土力学及抗冲击性能的影响,并采用Weibull分布模型对冲击试验结果进行拟合和失效概率预测。结果表明:各因素对混凝土力学性能影响的主次顺序为RP、RCA、GP,各因素对混凝土抗冲击性能影响的主次顺序为RP、GP、RCA;当RP掺量为20%(体积分数)时,与RP掺量为0%时相比,抗冲击性能提高81.8%,抗压强度和劈拉强度分别降低21.63%、12.65%;当GP掺量为10%(质量分数)时,与GP掺量为0%时相比,抗压强度、劈拉强度和抗冲击性能分别提高2.87%、2.35%、15.0%;当RCA掺量为70%(体积分数)时,与RCA掺量为0%时相比,抗压强度、劈拉强度和抗冲击性能分别降低11.01%、10.77%、10.5%。Weibull分布模型可准确描述橡胶玻璃粉再生混凝土试样的抗冲击次数的概率分布。

关键词： 再生骨料混凝土   单轴压缩   细观损伤机制   偏高岭土   养护龄期  

摘要： 研究了不同养护龄期下含偏高岭土(MK)再生骨料混凝土(RAC)的单轴压缩力学性能和损伤演化规律。制备了MK含量分别为0%和15%的RAC试件,获取了不同龄期下RAC试件的应力-应变全曲线。利用核磁共振(NMR)分析RAC内部孔隙率以及孔径分布的变化情况;利用扫描电子显微镜(SEM)分析水化产物的微观形貌特征,探讨MK的掺入对孔结构改善的微观机理;通过声发射(AE)监测RAC微裂纹发展过程。研究结果表明:随着龄期的增长,试件内部水化反应进一步充分,峰值应力和弹性模量逐渐增大,峰值应变呈减小趋势,应力-应变曲线的上升段和下降段的连接部分由平缓变得陡峭;加入MK改善了试件的微观结构,提高了峰值应力、弹性模量和峰值应变。结合统计损伤理论,考虑存在断裂和屈服两种细观损伤模式,通过对5个特征参数E_(0)、ε_(a)、ε_(h)、ε_(b)和H演化规律的分析,揭示龄期和MK对RAC细观损伤机制的影响规律;从有效应力的角度解释了AE峰值信号滞后于峰值应力的现象。提出“有效应力极值”理论,进一步讨论了复杂条件下混凝土细观损伤演化机制之间的内在联系。

关键词： 再生混凝土   苎麻纤维   再生粗骨料   抗压强度   抗折强度   抗劈裂强度   微观分析  

摘要： 为改善再生混凝土(RAC)的力学性能,在混凝土中掺入苎麻纤维(RF),研究了再生粗骨料(RCA)、RF对混凝土抗压强度、抗折强度和抗劈裂强度的影响,通过氮吸附法、扫描电子显微镜分析进一步探究掺入RF对混凝土性能的影响规律和改善机理。再生骨料混凝土力学性能随RF掺量增加呈先升高后降低趋势。RCA取代率为30%(质量分数)时,掺入0.5%(体积分数)RF较未掺RF的混凝土抗折强度提高11.5%。由微观分析可知,RF较高的吸水率可以使纤维表面的水泥浆体产生水化反应,生成的水化硅酸钙凝胶填充孔隙进而增加混凝土抗压强度。但在搅拌混凝土时RF易产生团聚现象,形成薄弱区,增加内部缺陷,抑制抗压强度提高,RF的掺入对混凝土抗压强度的提高较小。RF表面粗糙且有竖向条纹,可增加混凝土裂缝两侧的黏结强度,在混凝土裂缝两侧起桥接作用,限制混凝土受拉荷载作用下裂缝的开展,使混凝土抗折强度和抗劈裂强度有较大提高。

关键词： 混凝土   正交试验   抗压强度   劈裂抗拉强度   配合比  

摘要： 利用正交试验法,设计了9组添加不同玄武岩纤维掺量和长度的混合骨料混凝土,研究云砼石代石子率、玄武岩纤维掺量、玄武岩纤维长度对混凝土性能的影响。试验结果显示:对混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响程度由强到弱分别是玄武岩纤维掺量、云砼石代石子率和玄武岩纤维长度;最佳配合比云砼石代石子率为10%、玄武岩纤维掺量为0.2%、玄武岩纤维长度为6 mm。

关键词： 数值模拟   岩土力学   地基沉降  

摘要： 本文基于数值模拟技术的进展,探讨了岩土工程中岩土力学特性的研究方法及应用。通过对数值模拟在地基沉降、隧道工程、滑坡稳定、岩石破裂、水土耦合等领域的应用分析,结合不同数值模拟模型及其参数设置,阐述了数值模拟对岩土工程问题的精确预测和分析的作用。基于数值模拟中的不同模型和工具,针对岩土工程中各类实际问题,从数据采集、建模、计算过程、结果分析等方面进行了深入探讨。通过不同应用实例分析了数值模拟在岩土工程中存在的难点及未来发展的方向。

关键词： 有限元   静力实验   CFRP   钢管混凝土  

摘要： 为验证在钢管混凝土中添加碳纤维增强聚合物(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)材料对其力学性能的影响,此次研究开展了静力实验和有限元模型仿真计算。计算结果显示,有限元模型与静力实验结果相对误差小于5%,认为有限元模型设置较为合理。有限元模型分析结果显示,钢管屈服强度和钢管厚度增加都能起到提升CFRP环向约束圆钢管混凝土(CFRP Circumferentially restrained concrete filled circular steel tube,CFRP-CFST)构件抗弯与抗扭能力的作用,但只有在加载后期时,CFRP-CFST构件的抗扭与抗弯能力才强于CFST构件。

关键词： 膨胀土   草木灰   膨胀变形   无侧限抗压强度  

摘要： 采用一维膨胀变形试验及无侧限抗压试验研究草木灰掺量及干密度对膨胀土变形及强度特性的影响。结果表明:随着草木灰掺量的增加,膨胀土的膨胀变形越小且越快趋于稳定;随着干密度的降低,改良膨胀土的湿陷性和变形增大,主膨胀阶段的持续时间缩短,次膨胀阶段的变形量和持续时间也相应减少;随着干密度的增加,改良膨胀土的峰值无侧限抗压强度和膨胀率均增大,而随着干密度减小,试样的抗变形能力和弹性模量显著减弱。