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关键词： 土力学   人工冻结   温度场   深冷冻结   模型试验   交圈时间   冻结壁厚度   冻结壁平均温度  

摘要： 在人工地层冻结法施工中，冻结温度场的高效形成受制于多参数的协同作用。为探究低温冷媒温度（-30℃～-60℃）、冷媒流量（1～7 m3/h）及冻结管间距（0.8～1.2 m）对-50℃深冷冻结温度场演化的协同调控机制，通过研制-50℃深冷冻结物理模型试验系统，对上海淤泥质黏土层开展单因素试验研究。结果表明：当冷媒温度从-30℃降低至-50℃时，冻结壁交圈时间缩短26.8%，等效冻结壁厚度形成时间缩减55.6%，等效界面冻结壁平均温度冻结时间减少71.5%；在-50℃冷媒温度与5 m3/h流量工况下，冻结管间距由1.2 m缩减至0.8 m时，交圈时间锐减58.8%，主面冻结壁最大厚度提升16.7%，界面平均温度降幅达33.4%；冷媒流量参数存在3 m3/h临界阈值，超限后冻结效率增益不足4.8%。研究成果首次揭示-50℃深冷冻结温度场演化机制，建立的参数敏感性等级量化体系为深冷冻结工艺多参数协同优化与高强度冻结帷幕快速构建提供理论支撑与工程决策依据。

关键词： 土力学   灌浆体   黏性土   界面   剪应力–剪切位移关系   抗剪强度  

摘要： 锚杆广泛应用于岩土锚固工程中。当在有限锚固段长度下锚杆入不了岩时，锚固在稳定黏性土中的锚杆就很常见。但由于目前对锚杆灌浆体与黏性土界面的剪切特性认识不足，致使锚杆设计承载力往往与实测结果存在较大差距。为此，对常规应变控制式直剪仪稍加改装，开展此类界面在不同的接触压力、土样表面粗糙程度、土中含水率、灌浆体水灰比下的剪切试验，揭示这些条件下界面剪切破坏的表观形态和界面剪应力–剪切位移的关系。主要有价值的发现为：（1）界面的剪应力–剪切位移常呈非线性强软化关系，且土体表面越粗糙，这种关系越明显，但软化程度随接触压力的增大而降低；（2）界面的峰值和残余抗剪强度与接触压力均呈非线性关系；（3）界面达峰值和残余抗剪强度时的剪切位移分别不超过4和6 mm。因此，黏性土中增大锚孔孔壁粗糙程度，适当增大灌浆压力（或采用二次高压灌浆），以增大锚固体与土的接触压力，有助于提高锚杆承载力。该试验研究为从数学上表征灌浆体与黏性土界面剪应力–剪切位移关系或建立准确描述该类界面的本构模型奠定基础。

关键词： 橡胶改性混凝土   橡胶纤维预处理   力学性能  

摘要： 过去30年,全球汽车制造业取得了显著发展,据报道,印度是全球汽车生产排名前六的国家之一,2017年生产了2900万辆汽车。由于汽车工业的迅速发展,与废弃轮胎有关的问题令人担忧,因为它们的处理增加了土地和空气的污染。研究发现,全球每年大约生产10亿条新轮胎,而报废轮胎的数量几乎相同。印度每年报废的轮胎约占全球总量的7%,其中近60%的废弃轮胎被储存或用于热解,这本身就是对环境有害的。大多数发展中国家,特别是东南亚,通常使用热解技术产生能源,该技术产生炭黑,再次对生态系统构成威胁。与此同时,建筑业在过去的40年里发展非常迅速,混凝土成为世界上使用最广泛的材料之一。混凝土的所有成分都来自自然资源,由于石灰、沙子和骨料的大量开采,出现了供不应求的情况,并对研究人员提出了问题。每年大约有800~1200万吨天然骨料用于混凝土生产。为了实现建筑的可持续性,迫切需要以部分/完全的方式开发所有混凝土成分的替代品。

关键词： 道路工程   粗粒混合土   试验研究   力学特性  

摘要： 为了探究浸水湿化对新疆地区粗粒混合土的力学特性影响,以吐鲁番地区的砾质土为研究对象,针对采用等比例缩尺法缩尺后的复配粗粒混合土开展击实与三轴试验,分析不同含水率粗粒混合土击实后的颗粒破碎量,研究湿化对粗粒混合土的剪切变形、孔隙比、抗剪强度等力学指标的影响规律。研究结果表明:粗粒混合土在击实后的颗粒破碎量随含水率的增加而逐渐减小,天然含水率为2%左右时有最大颗粒破碎量;破碎可能性在颗粒粒径小于5 mm后显著降低。所有试样在剪切中均表现为先剪缩后剪胀的体应变发展规律,且剪胀性随围压增大逐渐降低;由于水膜的润滑作用,湿化后土体的剪胀性进一步减小,当围压达到150 kPa后,湿化土样在剪切结束时的总体变接近于0;试样的弹性模量随围压增大近似线性增长,剪胀角减小显著,泊松比略有减小;湿化后不同围压下试样弹性模量发生衰减,且衰减值相近,剪胀角因水分作用进一步降低,但土体的泊松比受围压及湿化作用影响较小;粗粒混合土的黏聚力随着土体湿化没有明显变化,而内摩擦角减小了约15%;土骨架湿化后的强度衰减更多源于水分降低了粗颗粒之间的滑动摩擦。研究成果可为深入探究粗粒混合土的湿陷机理及本构关系、分析粗颗粒混合土质地基的稳定性提供参考。

关键词： 疏浚土   地聚物材料   配合比设计   力学性能   固化机理  

摘要： 河道疏浚土具有含水率高、强度低、组成成分复杂等特点,难以直接再用于工程建设。为实现高含水河道疏浚土工程再利用,以钢渣粉和高炉矿渣粉为前驱体,生石灰和硅酸钠为碱激发剂,制备工业固废基地聚物凝胶材料,通过系列力学性能试验,研究了地聚物中各组分的最佳配比关系,探讨了初始含水率、养护龄期对地聚物固化河道疏浚土强度的影响规律,对比评价了地聚物固化疏浚土的力学性能,并通过微结构观测分析了地聚物固化河道疏浚土的内在机制。结果表明:工业固废基地聚物中生石灰、硅酸钠、钢渣粉、高炉矿渣粉四者的最佳质量掺比为280∶350∶729∶405;地聚物固化疏浚土强度随初始含水率提高呈非线性下降,随养护龄期增加呈非线性增加;地聚物固化疏浚土压拉强度远低于水泥固化疏浚土,但却具有更高的内摩擦角;随养护龄期增加,大量无定形凝胶的生成以及氢氧化钙的消失提高了河道疏浚土整体性,因而改善了河道疏浚土的力学性能。

关键词： 粗粒混合土   力学特性   级配曲线   三轴试验  

摘要： 新疆山前洪积区广泛存在粗颗粒混合土,容易遇水湿化变形并引发工程病害。为明确粗粒混合土的力学特性随细粒含量的演化规律,对吐鲁番地区典型粗粒混合土开展了一系列三轴固结排水压缩试验。研究结果表明:(1)粗粒混合土的峰值偏应力随细粒含量的增大而降低,应力-应变曲线由应变软化形态逐渐趋于应变硬化;(2)粗粒混合土的内摩擦角和表观黏聚力随细粒含量的增大而降低,表观黏聚力衰减速率大于内摩擦角;(3)粗粒混合土固结后的孔隙比随细粒含量的增大而降低,但由于最大干密度亦增大,反而使其相对密实度降低;(4)所有土样均表现为先剪缩后剪涨,剪缩量随细粒含量和围压的增大而增加,且围压对于试样体应变的影响在细粒含量较高时更为显著。研究结果为进一步明确新疆地区不同初始状态下的典型粗粒混合土的力学特性提供了有效参考。

关键词： 红黏土原状样   力学强度   取土深度   结构性   微观结构  

摘要： 为了分析结构性对红黏土力学强度的影响规律,文章以桂林红黏土为研究对象,通过直剪试验测试了地表以下不同深度桂林红黏土原状样及重塑样的力学强度,分析了不同深度处结构性对强度特性的影响规律,揭示了其影响机理。结果表明:原状样的应力-应变曲线为应变软化曲线,应变软化程度随竖向压力增大而减小,而重塑样为应变硬化曲线。在结构性影响下,原状样的强度大于重塑样,差异程度受深度和密实度综合控制。原状样的粘聚力和内摩擦角整体大于重塑样,由于结构性和密实度的综合影响,原状样和重塑样的强度指标差异随深度增加先增后减。

关键词： 超高性能混凝土   纳米碳酸钙   水化   力学性能   微观结构  

摘要： 研究了纳米碳酸钙掺量(0、1%、2%、3%)对机制砂超高性能混凝土(UHPC)扩展度、抗压强度、弯曲强度、轴心抗拉强度的影响,分析了水化产物、孔隙率和微观结构。结果表明:纳米碳酸钙掺量为2%时,UHPC的扩展度最大,为550 mm,此时UHPC的抗压强度、弯曲强度、轴心抗拉强度均最高,较未掺组分别提高了6.4%、45.1%、17.2%;掺入适量纳米碳酸钙能促进水泥水化,减小UHPC的孔隙率,改善水泥浆体微观结构,但掺入过量时会产生负面作用,这是由于生成的AFt过多,影响了胶凝体系的稳定性。

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关键词： 再生微粉   泡沫混凝土   孔结构   力学性能  

摘要： 为提升建筑垃圾资源化利用水平,开展物理发泡工艺制备再生微粉泡沫混凝土的研究。固定再生微粉掺量为胶凝材料总量的10%。分析再生微粉泡沫混凝土X射线衍射图,揭示了水胶比对再生微粉泡沫混凝土强度的影响规律,分析了掺入胶粉和纤维对再生微粉泡沫混凝土性能的提升效果。结果表明:再生微粉泡沫混凝土的抗折和抗压强度随着水胶比的减小而增大,整体规律与普通混凝土相似,但增幅更大;胶粉、纤维的加入可以改善泡沫混凝土中孔径的分布,使试件的小孔占比增多,对再生微粉泡沫混凝土抗压强度及抗折强度均有提高。结论可为相关工程提供参考。