关键词： 冻融条件   混凝土   力学特性   动态单轴压缩试验  

摘要： 混凝土作为重力坝的主要建筑材料,力学特性直接影响坝体的安全性能。冻融循环会导致混凝土内部结构的破坏,降低力学性能。以某重力坝为参考,通过采用动态单轴压缩试验,分析冻融循环下混凝土的力学特性。结果显示,混凝土强度随冻融循环的变化十分明显,冻融循环次数增大时,混凝土强度降低。随着冻融循环次数的增加,试样的应力显著减小,动弹性模量显著下降。研究表明,分析重力坝混凝土力学特性应更多关注坝体的损坏程度以及结构变化。

关键词： 古建筑青砖   冻融循环   数字图像相关   应变云图   损伤演化  

摘要： 以内蒙古隆盛庄古建筑青砖砌体为研究对象,通过数字图像相关(DIC)技术,研究古建筑青砖在冻融循环作用下的损伤破坏规律,采用双因子——损伤程度因子和损伤局部化因子来表征古建筑青砖的单轴压缩损伤过程,并根据双因子损伤演化曲线建立了不同冻融循环次数下的损伤演化模型.结果表明:古建筑青砖在单轴压缩下的破坏过程可分为初始损伤闭合阶段、线弹性损伤阶段、弹塑性损伤阶段和塑性损伤阶段4个阶段;随着冻融循环次数的增加,青砖表面应变集中程度增大,使其承载能力降低;冻融循环会缩短双因子曲线的线弹性阶段,同时利用双因子建立的损伤演化模型能有效反映冻融循环作用下古建筑青砖材料的损伤演化过程.

关键词： 须弥山石窟   红砂岩   冻融循环   劣化试验   物理性质参数   累积损伤度  

摘要： 须弥山石窟处于我国季节性冻土区域,长期的冻融循环条件对岩体造成了很严重的风化损伤。将采自须弥山石窟的红砂岩制备成天然组、60%饱水组和饱水组3组试样进行冻融循环试验,记录冻融循环10、20、40和120次时岩样的物理性质参数,研究冻融循环下砂岩的劣化规律。结果表明:岩样在经过不同的冻融循环次数后质量、体积、硬度和波速整体呈现下降的趋势,且随着冻融次数的增加其下降的趋势逐渐变得平缓;岩样各物理性质参数的劣化率在冻融循环后逐渐增加,前40次冻融循环周期内物理性质参数劣化速率较快,之后随着冻融循环次数的增加其劣化逐渐趋于平缓;在对3组不同含水率的岩样进行相同次数的冻融循环试验后发现,在经过相同的冻融循环次数后,随着含水率的增加岩样物理性质参数劣化更加显著;根据砂岩的质量、体积、波速的劣化率定义了砂岩的累积损伤度,建立了累积损伤度与冻融循环次数的非线性模型,揭示了累积损伤度随冻融循环次数变化的非线性增长规律。该研究成果能够为须弥山石窟的文物保护工作提供科学依据。

关键词： 冻融循环   桥梁加固   粘钢胶   界面剪切试验  

摘要： 通过钢板-混凝土的双面剪切试验,研究了冻融循环作用对粘钢混凝土双面剪切性能的影响规律及破坏特征,并分析了冻融环境下界面承载力和峰值应变的变化。结果表明:钢板-混凝土双面剪切试件在经历0次、15次、25次、40次、50次、75次、100次冻融循环后进行双面剪切试验,试件的破坏均为脆性破坏,主要破坏形式为胶体与钢板剥离、胶体与混凝土剥离两种形式。

关键词： 预应力混凝土梁   冻融循环   锈蚀   受弯性能   抗裂能力   抗弯承载力  

摘要： 利用ABAQUS软件建立预应力混凝土梁三维有限元模型,对冻融循环以及锈蚀后的预应力混凝土梁分别进行了受弯性能非线性数值模拟分析和试验研究,模拟分析所得荷载⁃跨中挠度曲线与试验研究所得吻合良好,验证了模拟分析结果的合理性。在此基础上,建立冻融循环与锈蚀共同作用下的预应力混凝土梁有限元模型,分析不同参数下预应力混凝土梁的受弯性能。结果表明,冻融循环与锈蚀共同作用下预应力混凝土梁的抗裂能力与抗弯承载力相对于单一环境作用下明显减小;冻融循环与锈蚀共同作用下预应力混凝土梁出现了两种典型的破坏方式:混凝土压碎与预应力筋拉断;随着混凝土强度降低、冻融循环次数增多、锈蚀率增大,预应力混凝土梁的极限承载力与对应下的跨中极限挠度呈现不同程度衰减趋势;冻融循环次数和预应力水平对构件刚度影响较大。

关键词： 砂岩   冻融循环   力学参数   破裂特征  

摘要： 针对高海拔寒区工程不断遭遇的岩石冻融力学问题,以红砂岩为研究对象,对其开展冻融循环试验和单轴压缩试验。采用数字图像相关(DIC)方法作为监测手段,探究冻融循环作用对岩石力学特性和破坏行为的影响。结果表明,随着冻融循环次数的增大,砂岩的质量损失率、单轴抗压强度、弹性模量和抗冻系数均逐渐减小。利用DIC成功追踪和定位裂纹扩展过程,定量说明冻融循环未能改变最终破坏模式,但易诱发应变局部化,加速砂岩变形破裂。

关键词： 铁路路基基床   动三轴试验   冻融循环试验   风积沙   玄武岩纤维   骨干曲线   动弹性模量   阻尼比  

摘要： 以新疆和若（和田-若羌）铁路为背景，采用水泥、玄武岩纤维及工地现场的风积沙作为原材料，制作纤维水泥改良风积沙试样，研究冻融循环作用和纤维掺量对纤维水泥改良风积沙动力特性的影响。试样的水泥掺量为5%，纤维掺量0.8%。采用锤击法制成直径为39.1mm、高度为80mm的圆柱体试样，标准养护28d后进行冻融循环试验与三轴循环加载试验。冻融循环试验的冻结与融化温度分别为-20℃和20℃，采用三向冻结的冻结路径和无外界补给水的冻结方式。三轴循环加载试验采用正弦波加载，加载频率1Hz，循环加载次数5000次。试验结果表明，纤维水泥改良风积沙骨干曲线符合修正Hardin-Drnevich模型。随着冻融循环次数增加，纤维水泥改良风积沙试样的动弹性模量呈指数函数减小，而阻尼比呈指数函数增大，试样达到指定动应变时对应的动应力减小。与未掺纤维试样相比，冻融循环1次，3次，6次，10次，15次时，掺入纤维试样的动弹性模量提高了6.74%、5.52%、4.18%、8.91%、9.65%，阻尼比减小了13.9%,8.9%,19.7%,15.9%,22.8%，且掺入纤维试样动应变达到0.08%时对应的动应力增大了18.08%,9.90%,9.75%,22.57%,24.74%。研究成果可以为采用改良风积沙作为路基填料的工程提供参考。

关键词： 裂隙灰岩   裂隙倾角   冻融循环   单轴压缩   峰值应力  

摘要： 寒区岩体由于反复冻融导致的变形破坏是当前亟待研究和解决的前沿课题。为研究冻融循环作用下裂隙岩体的力学特性及裂纹扩展特征，针对冻融循环作用下不同裂隙倾角的裂隙灰岩开展单轴压缩试验，得到相应的应力-应变曲线及宏观破坏特征，并采用电镜分析破坏面的微观特征。试验结果表明：冻融后裂隙灰岩的破坏特征呈明显的脆性破坏，其峰值应力、弹性模量随裂隙倾角的增大而增大，随冻融循环次数的增加而减小；峰值应变随裂隙倾角、冻融循环次数呈正相关。宏观破坏模式主要以裂纹模式为主，片落模式为辅，破坏面与预制裂隙有关，多为张拉裂纹，与冻融循环无明显相关性。微观试验揭露了冻融循环对裂隙灰岩的损伤，微裂纹的平均长度、累计长度和平均宽度随冻融循环次数增加而增大，预制裂隙对破坏面的微观特征无明显影响。对于不同裂隙倾角的裂隙灰岩，预制裂隙影响了宏观破坏裂纹发育，而冻融加剧了内部微裂纹的扩展；裂隙倾角的增大抑制了冻融循环带来的损伤，提高了岩体耐久性。研究成果可为寒区矿山工程开采提供重要参考价值。

关键词： 土力学   含盐量   应力-应变   劣化模型   Duncan-Chang模型  

摘要： 为研究冻融循环次数、围压和含盐量等因素对伊犁盐渍化黄土力学特性的影响,开展室内冻融循环作用下含盐黄土的三轴试验,分析盐渍化黄土在冻融和盐蚀作用后的劣化机制,提出盐渍化黄土的强度劣化公式和本构模型。结果表明:在冻融循环作用下,盐分的增多使应力-应变曲线由软化型转向硬化型;当含盐量较高时,黄土的抗剪强度随着冻融循环次数的增多迅速衰减。黏聚力与冻融循环次数呈指数关系;内摩擦角随冻融循环次数的增加先增大后减小、随含盐量的增大而减小。建立冻融作用下黏聚力的劣化模型,该模型能预测不同含盐量试件的黏聚力劣化特性;冻融作用对黏聚力衰减的权重大于盐蚀作用。提出考虑多因素作用下修正的Duncan-Chang模型,该模型能更准确地反映冻融和盐蚀作用后盐渍化黄土的强度和变形特性。

关键词： 石墨尾矿   水泥稳定   冻融循环   无侧限抗压强度  

摘要： 为研究东北地区石墨尾矿应用于路基填料较普遍的抗冻性问题,文章采用水泥稳定石墨尾矿,在击实试验的基础上,通过冻融循环试验和无侧限抗压试验,探究冻融循环过程中石墨尾矿的质量变化规律、水泥掺量和冻融循环次数对石墨尾矿强度的影响,以及水泥掺量的最佳配比。结果表明:水泥掺量≥6%时水泥稳定石墨尾矿的强度满足国家相关规范要求。试验结果可为东北地区石墨尾矿的回收再利用提供有价值的参考。