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关键词： 聚丙烯纤维   水泥稳定土   力学性能   掺量   影响因素  

摘要： 为了进一步提升水泥稳定土的力学性能,以某高速公路取土场的红黏土和聚丙烯纤维为研究对象,通过无侧限抗压强度实验、劈裂强度实验和弯拉强度实验,考察了不同长度和不同掺量聚丙烯纤维对水泥稳定土力学性能的影响。结果表明:聚丙烯纤维的长度越长,掺量越大,养护时间越长,水泥稳定土的无侧限抗压强度、劈裂强度和弯拉强度就越大。当聚丙烯纤维的长度为9 mm、掺量为0.5%时,养护7、14、28 d的水泥稳定土的无侧限抗压强度与未掺纤维时相比分别提升了35.35%、23.86%和16.38%,劈裂强度与未掺纤维时相比分别提高了93.75%、100.00%和115.38%,弯拉强度与未掺纤维时相比分别提高了31.53%、66.67%和66.15%。聚丙烯纤维的掺入能够显著提高水泥稳定土的无侧限抗压强度、劈裂强度和弯拉强度,力学性能得到了显著改善。

关键词： 工程教育认证   土力学   教学改革   少学时   线上线下混合式教学  

摘要： 工程教育认证以学生中心、成果/产出/结果导向、持续改进作为三大核心理念,其中,学生中心是宗旨,成果导向是要求,持续改进是机制。三大核心理念满足当代工程教育人才培养的新需求,加强工程技术与人文、社会、法律、环境的融合有利于实现整体培养,符合新时代对当代大学生提出的全新要求。以此为背景,“土力学”作为土木工程专业力学原理与方法领域的五门核心课程之一,肩负着培养专业人才的重任。然而其少学时的课程安排不利于实现土木工程专业高质量的人才培养,同时给专业认证要求的课程目标的达成带来了不少挑战。针对“土力学”课程学时的压缩,笔者提出以线上线下混合式教学为突破口,突出学生的中心地位;对课程教学内容进行重构,建设课程思政案例库;注重过程考核,将课程单元测试成绩计入过程考核。相应的教学改革措施已得到实践并取得了良好效果。

关键词： 道路工程   再生细骨料混凝土   试验分析   微观结构   纳米二氧化硅  

摘要： 基础设施建设的需求越来越大,大量的废旧设施需要更新换代,进而废弃混凝土的产量越来越大。同时,建筑行业自然资源匮乏问题日益加深,而废弃混凝土制备砂石骨料成为解决难题的关键之一,但此类砂石骨料制备的再生混凝土性能普遍较差,无法替代天然混凝土用于工程建设。为解决这些问题,本研究采用不同质量取代率的再生细骨料(RFA)取代等质量的天然细骨料(NFA)制备再生细骨料混凝土(RFAC),并采用掺量0,1%,2%,3%的纳米二氧化硅等质量取代水泥对其改性。研究RFA和纳米二氧化硅的取代率对RFAC力学性能和微观结构的影响,以期改善RFAC的性能使其披靡天然混凝土用于工程建设。结果表明:随着RFA的掺入,RFAC的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度相较于天然骨料混凝土(NAC)显著降低,当RFA的取代率为100%时,28 d抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度相较NAC分别降低了20.6%,26.1%,19.1%;随着纳米二氧化硅的掺入,RFAC的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度相较于未添加纳米二氧化硅的RFAC得到明显提升,并随着纳米二氧化硅掺量的增加,提升幅度逐渐增大;当纳米二氧化硅的掺量为3%时,不同RFA取代率下RFAC的28 d抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度相较NAC分别提升了23.4~30.7%,31.3~39.7%,26.8~35.3%;纳米二氧化硅能够促进水泥的水化反应,降低C_(3)S和Ca(OH)_(2)的含量,促进C—S—H的形成,并充当晶核作用填充孔隙,并修复RFAC内部薄弱的界面过渡区,提升RFAC基体的密实程度,提高RFAC力学性能。

关键词： 深空探测   地外天体岩土力学   地外采样   资源利用   工程勘察  

摘要： 随着地球资源能源枯竭与深空探测技术的进步,世界各国纷纷规划了针对月球、火星、小行星等地外天体的诸多深空探测任务。抢占深空探测相关科技制高点至关重要,而保障深空探测任务圆满完成更是重中之重。梳理了世界各国近期深空探测任务的时间节点、任务目标和涉及的相关岩土力学与工程问题。地外天体岩土材料赋存于特殊重力、温度、辐射和大气环境,同时受流星体撞击等扰动的影响,与地球岩土材料相比有其特殊性。在文献调研的基础上,探讨了“四特一扰动”的赋存环境与特殊形成过程导致的地外天体岩土力学特性转变。基于当前深空探测任务规划,总结了任务中不同特定需求面临的若干岩土力学难题及研究进展,包括无人勘探与原位力学测试、极端环境试验平台搭建、极端环境岩土材料力学特性、工程机具与岩土相互作用、地外岩土原位资源利用,以期助力我国深空探测任务顺利开展和推动岩土力学向地外天体岩土力学方向拓展。

关键词： 全固废混凝土   固废资源化利用   力学性能   耐久性能   水化机理  

摘要： 本文采用固废基胶凝材料和尾矿废石骨料制备了全固废混凝土,对其进行力学和耐久性能研究,并从微观角度对其水化机理进行了初步探讨。结果表明:在力学性能方面,C30全固废混凝土早期强度较低,但随龄期的增加,抗压强度持续增长,28d强度达到了47.4MPa, 90d强度甚至超过了普通硅酸盐水泥混凝土;在耐久性能方面,全固废混凝土具有明显的优势,抗氯离子和抗冻融性能均优于普通硅酸盐水泥混凝土,但其体系内部碱性较弱导致早期强度低,造成整体结构孔隙率大,CO_(2)更容易进入体系内部,使其抗碳化性能较弱;在水化机理方面,钢渣中的C3S、C2S率先水化为体系提供碱性环境,矿渣在碱性环境下发生解体,生成水化硅酸钙或水化硅铝酸钙,石膏则是提供SO_(4)^(2-),进一步参与水化,三者协同作用生成了针状棒AFt和无定形的C-(A)-S-H凝胶,产物之间相互交织,形成致密网状结构,成为其强度主要来源。

关键词： 特细砂混凝土   粉煤灰   抗压强度   劈裂抗拉强度   抗折强度  

摘要： 为实现特细砂资源化高值化利用,采用特细砂替代部分机制砂,粉煤灰替代部分水泥制备特细砂混凝土。对比分析特细砂替代率与粉煤灰替代率对特细砂混凝土力学性能的影响规律。结果表明:特细砂混凝土抗压破坏模式为压剪破坏,劈裂抗拉破坏模式为脆性破坏。特细砂混凝土抗压强度与特细砂替代率呈负相关,劈裂抗拉强度与抗折强度随着特细砂替代率的增加呈先降低后增加再降低的变化趋势,特细砂替代率为30%时,特细砂混凝土劈裂抗拉强度与抗折强度最优。粉煤灰的火山灰效应可提高混凝土后期强度,且粉煤灰替代率对特细砂混凝土劈裂抗拉强度的影响程度要小于抗压强度和抗折强度。In order to achieve high-value utilization of ultra fine sand resources, ultra fine sand is used to replace some mechanism sand, and fly ash is used to replace some cement to prepare ultra fine sand concrete. Comparative analysis of the influence of the replacement rate of ultra fine sand and fly ash on the mechanical properties of ultra fine sand concrete. The results show that the compressive failure mode of ultra fine sand concrete is compression shear failure, and the splitting tensile failure mode is brittle failure. The compressive strength of ultra fine sand concrete is negatively correlated with the replacement rate of ultra fine sand. The splitting tensile strength and flexural strength show a trend of first decreasing, then increasing, and then decreasing with the increase of the replacement rate of ultra fine sand. When the replacement rate of ultra fine sand is 30%, the splitting tensile strength and flexural strength of ultra fine sand concrete are optimal. The volcanic ash effect of fly ash can improve the later strength of concrete, and the impact of fly ash substitution rate on the splitting tensile strength of ultra fine sand concrete is smaller than that on compressive strength and flexural strength.

关键词： 高温作用   混凝土   冷却方式   力学性能  

摘要： 为研究不同冷却方式对高温后的混凝土力学性能的影响,文中通过抗压试验和三轴压缩试验,围绕不同冷却方式对混凝土力学性能的影响进行分析。结果表明,800℃时,经自然冷却、喷水冷却和浸水冷却的试件质量烧失率分别为11.84%、12.72%和13.44%,抗压强度分别为12.07、10.51和9.19 MPa;围压为4 MPa时,三种冷却方式下试件三轴强度分别为35.84、30.21、24.63 MPa。自然冷却条件下,混凝土强度明显优于其余冷却方式;冷水作用下,混凝土内外温差增大,混凝土内部损伤加剧,造成混凝土强度降低。

关键词： 新工科   土力学   混合式教学   教学改革   思维导图   课程思政  

摘要： 在新工科建设背景下,培养基础理论扎实、创新能力强且能解决复杂工程问题的当代土木工程师,是当前土木工程专业的重要任务。介绍土力学课程以学生为中心的线上线下混合式教学模式,通过知识点模块化与思维导图化,帮助学生厘清课程知识点的内在联系;结合线上平台教学与线下课堂教学,采用任务“悬赏”、问题导向、案例教学等方式,通过融合知识传授、能力培养与价值塑造的“三位一体”教学方法,实现“知识—能力—素养”的进阶式培养;通过开设项目式实验,将验证性实验教学转化成开放性、综合性与设计性实验教学。经过一系列的教学改革,夯实学生理论知识基础,强化学生创新思维与创新能力训练,完善工程实践与解决实际工程问题能力的培养,将新工科培养理念付诸实际。

关键词： 钢纤维   聚丙烯纤维   混凝土   力学性能  

摘要： 本研究致力于探讨钢纤维掺量、钢纤维类型以及聚丙烯纤维掺量对钢-聚丙烯混杂纤维混凝土(SPFRC)力学性能的影响,通过正交试验法设计构建一个二因素三水平的实验,以评估上述三种因素对SPFRC的抗压强度和抗折强度的综合影响。实验中运用多元回归分析和显著性检验来处理实验数据,结果表明,钢纤维掺量是决定混杂纤维混凝土力学性能的关键因素,当钢纤维掺量从0.5%调整至1.5%时,混杂纤维混凝土的立方体抗压强度呈现出约7.8%的增幅,而抗折强度则提高了约19.3%。

关键词： 黄土   延迟时间   强度   微观结构  

摘要： 延迟时间对改良土现场施工具有重要意义。通过设计不同延迟时间下粉煤灰改良黄土的击实试验、无侧限抗压试验及直接剪切试验,研究分析延迟时间对粉煤灰改良黄土路基填料力学特性的影响,并通过扫描电镜试验对粉煤灰改良黄土的微观机理进行初步探讨分析。结果表明,随着延迟时间的增大,粉煤灰改良黄土的最大干密度先增大后减小,最优含水率呈先增大,接着变缓后又增大的趋势;无侧限抗压强度和直接剪切后强度均随延迟时间的增大逐渐减小,且与延迟时间有良好的线性拟合关系;改良土的黏聚力随着延迟时间的增大而减小,内摩擦角先增大后减小,且黏聚力的减小程度较内摩擦角大。微观结构分析得出,随着延迟时间的增加,改良土整体结构松散程度逐渐变大,由原来的大颗粒的团粒逐渐成为散粒。