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关键词： 再生混凝土   再生粗骨料   多次循环再生   力学性能   微观分析  

摘要： 为分析水泥混凝土循环再生过程中骨料性能衰减机理及其对再生混凝土性能影响规律，本研究采用加速碳化、持续荷载及冻融循环的耦合作用方式，模拟北京地区道面混凝土于服役年限内的既有损伤，并回收制备成多次循环再生混凝土（RAC）试件；通过抗压性能、劈裂抗拉强度及抗压弹性模量测试不同配合比下一次循环再生混凝土（RAC1）、RAC2和RAC3的力学性能；并分析再生混凝土骨料的成分组成和微观形貌，探究再生骨料微观特征与力学性能间的关联性。结果表明：随着再生次数的增加，再生骨料表面附着的砂浆层含量逐渐增加，骨料孔隙率显著增大（RAC3较RAC0增大一倍），原始骨料特征被覆盖；同时，Si、Al元素在骨料表面浓度提升（三次循环分别增加24.6%、5.51%），但未检测到新物相生成，表明性能衰减主要源于物理性结构劣化而非化学变化。力学性能测试显示再生次数与抗压强度（RAC3较原生下降21.6%）、劈裂抗拉强度（下降17.8%）及弹性模量（下降26.4%）呈线性梯度下降趋势，50%替代率工况下三次循环仍满足C40强度要求，且性能损失率最低。研究揭示骨料-旧砂浆界面过渡区增厚导致的应力集中效应是力学性能劣化的主导机制，建议再生过程中骨料替代率控制在50%以内且循环次数不超过三次，以满足水泥混凝土道路对骨料性能的要求。

关键词： 古土壤   土-水特征曲线   干湿交替   应力路径试验  

摘要： 古土壤作为黄土地层的重要组成部分，其力学特性受含水率变化影响显著。为揭示古土壤在干湿交替及非饱和增湿剪切应力路径下的力学特性，开展了宝鸡地区原状古土壤土-水特征曲线（SWCC）及非饱和增湿应力路径（UDL）试验，并与已有宝鸡黄土试验结果进行了对比研究。结果显示：减湿及增湿过程中古土壤的进气值均小于黄土，减湿过程古土壤失水及抗剪强度提高的速率均慢于黄土，增湿过程古土壤补水及抗剪强度衰减的速率同样慢于黄土，干湿交替过程古土壤SWCC曲线滞回差大于黄土，古土壤持水性能优于黄土。非饱和增湿剪切过程中，古土壤变形速率存在突变点，该点所对应的基质吸力与土体固结度有关，围压越高，轴向应变快速启动时对应的吸力值越小、体积应变快速启动时对应的吸力值越大。试验净围压条件下，古土壤均表现为渐进式剪缩变形破坏特征；黄土在较高试验净围压条件下发生脆性破坏，较低围压下表现为渐进式变形破坏特征，中等围压条件下发生剪胀，其他围压时表现为剪缩。结果表明：干湿交替及增湿剪切过程中古土壤-黄土水力及力学特性的演化差异较大，研究结果可为黄土滑坡机理研究提供科学支撑。

关键词： 土力学   黄土   爆炸   损伤   裂隙   压密   颗粒破碎   黄土高原  

摘要： 为阐明爆炸作用下黄土介质损伤规律,在黄土场地开展现场爆炸试验,结合室内试验研究,分析了爆炸后黄土中残留爆腔形貌、裂隙分布、压密范围、颗粒破碎等损伤特征,确定了爆炸作用下黄土介质的损伤分区和范围。结果表明:爆腔形状近似为两端呈球面的圆柱面,半径为0.27～0.30 m,爆腔表面形成拉张裂隙,顶部裂隙呈放射状,中部裂隙沿药柱轴向平行分布,裂隙平均深度为0.14～0.20 m;爆腔周围土体干密度随距药柱轴线距离(爆心距)的增加迅速减小,当爆心距大于1.60 m时,土体不再发生压密;爆腔表面附近黄土在冲击波作用下发生显著的颗粒破碎,颗粒破碎后黄土的粒径级配密度曲线由双峰型转变为三峰型;颗粒相对破损率在距爆腔表面5～10 cm内迅速减小,爆腔中部附近土体颗粒破碎程度大于爆腔下部土体;爆心距在0.300 m以内的区域为爆腔范围,爆心距0.300～0.375 m的区域为颗粒破碎区,爆心距0.375～0.500 m的区域为压缩拉裂区,爆心距0.500～1.600 m的区域为压密塑性区,爆心距大于等于1.600 m的区域为弹性区;在冲击波作用范围内黄土介质损伤消耗的能量占爆炸能量的23%～27%,颗粒破碎区消耗的能量占总消耗能量的89%～91%。

关键词： 3D打印参数   工作性能   力学性能   孔隙结构   深度学习  

摘要： 为揭示喷嘴行进速度V（2.4～7.2 m/min）、打印层高H（4～12 mm）与打印时间间隔T（0～20 min）三类打印参数对3D打印地聚物混凝土（3D Printed Geopolymer Concrete，3DGPC）工作性能和力学性能的影响。本工作通过结合流变参数及孔隙结构特征分析，系统探究V、H和T对3DGPC工作性能与力学性能的作用机制。同时，构建了一种基于CEEMDAN-VMD-Transformer-BiLSTM深度学习架构的力学性能预测模型。结果表明：打印参数V=4.8 m/min、H=8 mm、T=0 min时，3DGPC的综合性能最优，其28 d抗压、抗折及劈裂强度均值分别达浇筑试件的82.4%、86.5%和69.7%，各向异性达最低水平，可建造性达理论最优值的81.3%。此外，当T从0增加至20 min时，3DGPC的屈服应力和塑性黏度分别增加了29.2%和35.7%。孔隙分析显示，V4.8-H8-T0组打印试件的总空气含量较浇筑试件高出0.61%，间距系数降低10.9 μm。基于深度学习建立预测模型，实现了对多个力学性能的高精度预测，误差指标均趋近理论最优值，研究结果为3DGPC的打印参数优化与性能预测提供了理论依据。

关键词： 道路工程   粉砂土   边坡   羧甲基纤维素钠   狗牙根草   无侧限抗压强度   抗剪强度  

摘要： 【目的】探究羧甲基纤维素钠(CMC)土壤改良剂和狗牙根草根系对公路边坡粉砂土力学性能的影响，为粉砂土边坡护坡工程提供优化方案。【方法】通过击实试验、无侧限抗压强度试验、直剪试验以及电镜扫描试验，研究不同CMC掺量(0.00%～3.00%)和狗牙根草根系掺量(0.00%～0.22%)对粉砂土力学性能的影响，并观察其微观结构变化。【结果】单掺时CMC和狗牙草根系均能增强粉砂土强度，其中抗压强度随掺量先增加后稳定，养护7 d时提升最显著;黏聚力和抗剪强度随掺量增加而提高，当掺量分别为3.00%和0.22%时整体提升效果最佳。复掺时(3.00% CMC+0.22%狗牙根草根系，养护7 d)提升最为显著，抗压强度、黏聚力、抗剪强度和内摩擦角较素土分别提升171.54%、69.82%、24.45%和26.91%。由微观分析可知，CMC与狗牙根草根系共同作用使复合改良粉砂土的颗粒结构更加紧密，孔隙率降低，从而提升了粉砂土的抗压性能、抗剪性能和黏聚性能。【结论】建议在实际的粉砂土边坡护坡工程中采用CMC掺量3.00%、狗牙根草根系含量0.22%、养护7 d的组合方案。

关键词： 砒砂岩水泥土   温度   能量吸收   动弹性模量   阻尼比  

摘要： 为探究温度作用对砒砂岩水泥土力学特性的影响，对环境温度20℃、0℃、-5℃、-10℃及-15℃下7%水泥掺量的砒砂岩水泥土进行无侧限抗压强度试验和GDS动三轴试验。基于无侧限抗压强度试验的应力-应变曲线，从能量吸收角度分析温度对砒砂岩水泥土抗压强度的影响；通过GDS动三轴试验研究砒砂岩水泥土在循环荷载下的动态响应特性，重点分析20℃至-15℃温度域内材料的力学性能演化规律与能量耗散机制。结果表明：峰值应力与温度呈负相关关系，与常温组的峰值应力相比，0℃、-5℃、-10℃及-15℃的峰值应力分别提高了65.87%、90.46%、163.60%及229.38%，峰值应变在相变温度阈值（-5℃）附近呈现显著转折；预裂能、压缩时吸收的裂纹能和压缩时吸收的后裂纹能均随温度降低呈增长趋势，总能量吸收值在-15℃时达到20℃时的5.15倍。等幅值循环荷载下，随温度降低，砒砂岩水泥土的动弹性模量逐渐增大，阻尼比和累积塑性变形逐渐减小，与常温组的平均动弹性模量相比，0℃、-5℃、-10℃及-15℃的分别提高了63.7%、88.1%、96.8%及103%。

关键词： 土力学   输水管道渗漏   非饱和砂土   流化   模型试验   动量定理  

摘要： 输水管道渗漏诱发砂土流化是引发地层空洞和地面塌陷的重要原因，目前研究集中于完全饱和砂土，鲜有针对砂土非饱和状态的研究。通过开展输水管道渗漏诱发上覆砂床流化模型试验，观察并分析不同初始淹没水位下管道渗漏流量与砂床流化空洞发展趋势，揭示非饱和砂床流化空洞的二次扩展机制，由此提出非饱和砂床完全流化水力准则。基于砂床内部孔隙水压的试验结果，提出不同饱和状态砂床渗流压降经验公式。基于动量定理，推导得出砂床完全流化流速理论公式，并经模型试验验证了其适用性。研究表明，非饱和条件下砂床完全流化流量受初始淹没水位显著影响，且毛细作用产生的基质吸力对流化具有抑制作用。

关键词： 隧道工程   喷射混凝土   隧道涌水   钻芯法   超声回弹综合法   预测模型  

摘要： 安岚高速公路大巴山隧道施工中突发涌水现象，使隧道正洞和斜井被地下水浸泡，由于地下水中富含硫酸根离子、钙离子，导致隧道初期支护的喷射混凝土结构产生大量裂缝、泛碱、剥落、渗水等工程问题，通过现场调研、测试和室内试验对喷射混凝土的表面损伤、力学性能和强度退化规律展开研究，并建立地下水浸泡喷射混凝土抗压强度退化模型。结果表明：喷射混凝土被地下水浸泡后强度发生了明显地退化，在第17 d时已不满足C25喷射混凝土设计值。在长期监测中发现喷射混凝土强度早期快速下降，中期缓慢小幅增长，后期再次下降并逐渐趋于稳定，总体呈现减-增-减的变化趋势，并结合宏观损伤力学建立了地下水浸泡作用下喷射混凝土抗压强度退化模型。对比分析表明，本模型的预测结果与实测值相对误差较小，故可较为准确预测地下水长期浸泡作用下喷射混凝土的抗压强度值，为确保富水隧道结构安全提供理论依据。

关键词： 钢纤维   橡胶颗粒   大流动性混凝土   抗冲击性能   Weibull分布  

摘要： 为改善大流动性混凝土抗冲击性能，考虑不同钢纤维掺量(0.8%、1.2%和1.6%)和橡胶颗粒体积替代率(10%、15%和20%)的影响进行落锤冲击试验，分析了钢纤维和橡胶颗粒对大流动性混凝土力学性能、冲击能耗、延性比和韧性系数的影响。结果表明：钢纤维可以提高大流动性混凝土的立方体抗压强度和劈裂抗拉强度，而橡胶颗粒的掺入降低了混凝土的强度；钢纤维可以显著提高大流动性混凝土的抗冲击性能，橡胶颗粒体积替代率为20%、钢纤维掺量为1.6%的混凝土终裂冲击次数最多，表现出最佳的抗冲击性能；在钢纤维掺量不变的条件下，大流动性橡胶混凝土抗冲击延性比和韧性系数随橡胶颗粒替代率提高而增加；采用两参数Weibull函数模型对大流动性钢纤维橡胶混凝土抗冲击寿命进行拟合，并对不同失效概率下混凝土的冲击寿命进行了预测，相关研究可为钢纤维橡胶混凝土的抗冲击性能提供参考。

关键词： 土力学   硫酸盐渍土   对流换热   热质迁移   位移   多物理场耦合模型  

摘要： 基于非饱和土质量守恒方程、能量守恒方程、溶质迁移方程以及土体应力–应变方程，建立非饱和硫酸盐渍土水–汽–热–盐–力多物理场耦合数学模型。其中，数学模型在已有模型基础上进一步考虑水–汽（包含液态水和水汽）对流、水汽扩散潜热以及对流传热等对盐渍土物理场的影响。然后，通过数值建模分析周期性温度变化对硫酸盐渍土热质迁移及其变形的影响，并利用模型试验对数学模型的有效性做验证。结果表明：当不考虑外界水盐补给时，浅层盐渍土中能量传递方式主要以热传导和水盐相变潜热为主，其次为水汽对流热通量以及水汽扩散潜热通量，而液态水对流热通量较小，可以忽略。浅层盐渍土的水–汽迁移方式主要为水汽通量，且随着深度的逐渐增加液态水通量开始占主导。当外界环境温度升高时，盐渍土中的盐分浓度增加，结晶盐含量降低，此时盐渍土位移降低，说明土体发生沉降变形；反之，当环境温度降低时，盐渍土中的盐分浓度、结晶盐含量与位移的变化趋势相反，说明此时土体发生了膨胀变形。