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关键词： 正交实验   纤维混凝土   抗渗性   抗压强度   抗折强度  

摘要： 针对隧道二衬混凝土开裂和渗漏问题,设计配比,采用单因素试验,正交设计试验方法,探究纤维及粉煤灰对混凝土性能的影响。在此过程中,采用扫描电子显微镜、XRD衍射仪对试样进行微观结构和水化成分分析。试验结果表明,隧道二衬纤维混凝土最优配合比为水胶比0.44、胶砂比0.35、砂率比1.78、减水剂掺量1%、钢纤维体积率1.3%、聚乙烯醇体积率0.09%、粉煤灰掺量15%,砂级配2∶5∶3。此时纤维混凝土各项性能较为理想,符合现场施工要求,对今后类似条件下的隧道二衬混凝土具有工程指导作用和参考价值。

关键词： 土力学   干湿效应   花岗岩残积土   土工织物   单调剪切   循环剪切  

摘要： 土工织物广泛应用于残积土边坡加固与防护,而不同干湿条件下土工织物-残积土界面静动力剪切特性尚不明晰。开展考虑干湿效应的土工织物-花岗岩残积土界面单调剪切试验和界面循环剪切试验,描述织土界面剪切应力-位移关系、界面抗剪强度指标、界面剪切刚度等指标随干湿次数、干湿幅度的发展过程与演化机制。结果表明:在单调剪切下,织土界面粗糙度随干湿效应增强而逐渐增大;相较于干湿幅度,干湿次数对织土界面强度指标影响更为显著。在循环剪切下,经历干湿作用后织土界面滞回曲线形态随剪切次数增长而逐渐外扩,界面剪切刚度逐渐增长,界面阻尼比逐渐下降,循环剪切次数对织土界面强度指标的影响较小,而干湿次数是影响织土界面循环剪切模量的主要因素;相较于界面内摩擦角,界面黏聚力受循环剪切历史的影响更为明显。同时,反复干湿历程会造成花岗岩残积土自身结构性削弱以及织土界面咬合作用增强,而循环剪切过程会造成织土界面粗糙度下降,这也较好地解释了不同干湿历程下土工织物-花岗岩残积土界面剪切特性先增强后衰减的现象。

关键词： 预包覆   煤矸石混凝土   力学强度   核磁共振   孔隙结构  

摘要： 煤矸石是中国储量较大的工业固体废弃物,物理性质差限制了其在混凝土材料领域的应用前景。预包覆是一种改善骨料性能的方式,为进一步提高预包覆处理效果和确定骨料包覆后的孔隙演变,设计了水泥浆体(Cement slurry,CM)、矿粉-水泥浆体(Slag and cement slurry,SL-C)和硅粉-水泥浆体(Silica fume and cement slurry,SF-C)三种复合胶凝材料浆体,分析了复合胶凝材料预包覆处理煤矸石集料(Coal Gangue Aggregate,CGA)的宏观物理性能变化规律,采用宏、微观分析相结合的方式,研究了复合胶凝材料对煤矸石混凝土(Coal Gangue Concrete,CGC)力学性能、微观结构和孔隙结构的影响规律。结果表明:胶凝材料和CGA的质量比与粒径范围呈正相关,可根据所用级配,调整CGA与胶凝材料的最佳比;SF-C和SL-C对CGA物理性能指标的改善效果要优于CM,SF掺量为10%时,CGC大孔占比最小,强度提升最大;此时,ITZ范围内Si元素大幅增加,生成较多C-S−H凝胶;CM、SL-C、SF-C细化了CGC的孔隙结构,细化效果与孔隙半径呈正相关,孔隙结构与抗压强度的改善规律基本一致。预包覆可改善CGC力学强度与孔隙结构,推动CGC在实际工程中的应用。

关键词： 水泥土   麦秸秆纤维   无侧限抗压试验   抗折试验   力学性能  

摘要： 为研究麦秸秆纤维对水泥土的加筋作用,通过无侧限抗压试验和抗折试验,得出水泥土的最优配合比,在此基础上掺入麦秸秆纤维,改变纤维掺量和纤维长度,再次进行抗压试验和抗折试验,探究二者对麦秸秆纤维水泥土强度的影响。试验结果表明:水泥土的无侧限抗压强度和抗折强度均随养护龄期和水泥掺量的增加而提高,麦秸秆纤维的掺入进一步提升了其强度;当纤维掺量为0.2%、纤维长度为10 mm时,抗压强度最大且比素水泥土提高了21.8%,在纤维掺量为0.2%、长度为15mm的条件下,试样的抗折强度相比素水泥土增幅达75.6%。

关键词： 混掺纤维   配合比   抗压强度   聚丙烯纤维   玄武岩纤维  

摘要： 本文以聚丙烯纤维及玄武岩纤维作为外加剂,将其掺入至混凝土中,以提高混凝土的力学性能。具体的,以2%的聚丙烯纤维、2%的玄武岩纤维及1%的聚丙烯纤维+1%的玄武岩纤维掺入至基准混凝土,分析在自然环境、腐蚀环境、高温环境及腐蚀-高温耦合环境下纤维与混凝土抗压强度的影响。结果表明,纤维的掺入能够明显提高混凝土的抗压强度,甚至提高混凝土一个强度等级;腐蚀作用对混凝土抗压强度有一定的影响,对比2种纤维来说,玄武岩纤维对混凝土性能提升的效果要优于聚丙烯纤维混凝土;高温作用对混凝土性能影响非常明显,纤维的掺入能够保持基准混凝土的强度等级;腐蚀-高温耦合环境下,基准混凝土及单纤维混凝土的强度等级都迅速下降,而混掺纤维能够保持基准混凝土的强度等级。因此,建议在复杂环境下,在混凝土中混掺1%的聚丙烯纤维和1%的玄武岩纤维。

关键词： 沥青混凝土   静三轴试验   应力应变曲线   邓肯张模型  

摘要： 为研究加载速率因素对沥青混凝土试样力学性能的影响规律,选择4种加载速率进行了沥青混凝土静三轴试验。结果表明,加载速率对沥青混凝土力学性能有较为显著的影响,试验应力应变曲线随加载速率、围压呈现一定规律性变化。在相同试验温度和围压条件下,偏应力随着加载速率的增大而增大。在不同围压的低速段条件下,加载速率的变化对沥青混凝土最大偏应力的影响较为明显。在相同加载速率和温度条件下,偏应力随着围压的增大而增大,最大偏应力值也随着围压的增大而逐渐增大,并且基本呈现出线性关系。加载速率对邓肯张模型参数也有显著的影响,随着加载速率的增大,模型参数k、n和黏聚力c呈增长趋势,内摩擦角φ随着加载速率的增大呈减小趋势,并逐渐趋于稳定。对比邓肯张模型参数计算曲线和试验曲线,说明邓肯张模型不能反映材料应变软化特征。

关键词： 下蜀土   干湿循环   随机区组设计   抗剪强度   作用机理  

摘要： 下蜀土受含水率反复变化影响常发生强度降低情况,易引发滑坡等工程地质问题。为探究含水率变化对下蜀土力学特性劣化影响,采用随机区组设计统计分析与力学分析相结合的方式,开展下蜀土干湿循环试验研究。试验结果表明,干湿循环下蜀土抗剪强度主要受循环次数影响,其次为循环幅度,下蜀土抗剪强度受干湿循环次数的增加和幅度的增大均呈下降趋势。不同循环次数下,循环幅度的增加也使得试样抗剪强度下降趋势更为明显。在随机区组试验分析结果中,各级法向压力下循环幅度与循环次数显著性水平P值均小于0.001,而循环次数统计检验值F值范围为16.451~23.056,循环幅度统计检验值F值范围为45.637~99.419。而在抗剪结果分析中,黏聚力随干湿循环幅度增加和循环次数增加呈明显下降趋势,而内摩擦角的变化主要与循环次数相关。循环次数和循环幅度对黏土颗粒聚集体的破碎影响是促使黏聚力降低的主要原因,往复的吸湿失水使得黏土颗粒膨胀收缩最终聚集体破碎,而更大程度的含水率变化范围加剧了黏土矿物聚集体的破碎。内摩擦角主要与细颗粒流失相关,主要与循环次数相关,并且表现出下降趋势远小于黏聚力下降趋势。研究结果有利于揭示干湿循环对土体的劣化机理。

关键词： 电石渣-矿渣-粉煤灰   地聚物   淤泥质土   力学性能   微观结构  

摘要： 为实现工业固废(电石渣、矿渣和粉煤灰)与淤泥质土的综合资源化利用,采用电石渣激发矿渣-粉煤灰制备地聚物作为固化剂,对淤泥质土进行固化改良。通过室内模型力学试验,系统评估了不同电石渣掺量、矿渣/粉煤灰比例及固化剂掺量条件下,电石渣-矿渣-粉煤灰基地聚物固化淤泥质土的无侧限抗压强度,同时采用扫描电子显微镜和X射线衍射技术揭示了地聚物固化淤泥质土微观结构的演变规律。结果表明:电石渣-矿渣-粉煤灰基地聚物可显著改善淤泥质土的力学性能,其最佳配比为电石渣掺量20%、矿渣/粉煤灰质量比90∶10、固化剂掺量20%。微观测试表明,地聚物生成的钙基凝胶产物(C—S—H和C—A—S—H)可有效胶结包裹土颗粒,通过改善土体微观结构增强其致密性与整体性。研究成果为工业固废基材料在软土固化领域的工程应用提供了理论依据。

关键词： 纤维混凝土   力学性能   耐久性能  

摘要： 以绿色环保、经济实惠为出发点,为了研究废旧钢纤维、聚丙烯纤维和剑麻纤维对混凝土力学及耐久性能的影响以及其破坏形态,进行不同材料纤维混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度与四点抗弯强度等基本力学性能试验,干湿循环、冻融循环等耐久性试验。结果表明:与普通混凝土相比,一定量的纤维可以有效提高混凝土的力学性能和耐久性并改善受压破坏形态。掺量0.5%的聚丙烯纤维对改善其力学性能效果最佳,其抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度分别提高5.69%、10.34%、6.88%;掺量0.25%的剑麻纤维对改善耐久性效果最佳,既能降低干湿循坏导致的强度损失,也能降低冻融循环后的质量损失。

关键词： 土力学   土工格室挡墙   振动台   拉筋带   地震动参数   动力响应   变形模式  

摘要： 为了研究含拉筋带和不含拉筋带土工格室挡墙的抗震性能,开展大型振动台模型试验,通过施加不同幅值、频率、方向、波型和持时的地震波,分析两模型在地震作用下的格室约束围压、加速度放大系数和墙面水平位移的变化规律,并探讨了挡墙的变形模式。研究结果表明:两模型格室约束围压和水平位移均随幅值增加逐渐增大,加速度放大系数沿墙高均具有放大效应;频率小于4 Hz时两模型格室约束围压和加速度放大系数均较小,位移随频率增加逐渐减小,频率大于4 Hz时三者逐渐增大;不同方向下XZ向振动时两模型挡墙动力响应较为显著;不同类型的地震波对挡墙的位移影响存在差异,抗震设计中应考虑区域地震波的特性;持时对于挡墙的动力响应影响较小;两模型抗震性能存在差异,含拉筋带挡墙抗震性能较好,但需在墙顶位置布设拉筋带,增强顶部稳定;两模型的残余位移分别为32.58和30.32 mm,达到了墙高的2.04%和1.89%,未达到位移破坏标准,拉筋带能够有效减小挡墙残余位移,提高其抗震性能;幅值1.0 g,不含拉筋带挡墙出现潜在滑裂面,而含拉筋带挡墙则未出现此现象,在地震烈度不超过IX的区域,可采用不含拉筋带挡墙,而在地震烈度超过IX区域则采用含拉筋带挡墙。该研究结果可为土工格室挡墙的抗震设计以及工程应用提供依据。