关键词： 冻土区   盐渍土   结构强度   裂隙   损伤模型  

摘要： 针对寒区盐渍土结构损伤问题，选取吉林西部盐渍土作为研究对象，开展冻融循环后试样的三轴压缩实验和扫描电镜实验，并基于Weibull统计理论和Lemaitre 应变等效假设理论，建立三轴压缩状态下冻土的损伤模型，采用冻融循环后盐渍土试样的三轴实验数据以及已有文献数据对该模型进行适用性验证。研究结果表明：（1）经历过冻融循环后的盐渍土在不同围压下均为塑性破坏，应力应变表现为应变硬化型，冻融过程中土体内液体的相变及水盐运移是导致土体强度和结构发生变化的重要原因；（2）构建的损伤模型理论曲线与实验曲线吻合良好，能够准确描述冻融条件下土体的变形破坏过程，验证了该模型及模型参数确定方法的合理性与可靠性；（3）盐渍土的结构损伤能够通过裂隙体现出来，在低围压条件下，裂隙宽度较大，损伤变量得到很好的体现，低围压下的模拟精度较高。该模型在低围压条件下对含裂隙的细粒盐渍土具有良好的适用性，可为同等性质的浅层盐渍土冻融损伤特性提供参考依据。

关键词： 冻融循环   冲击   破碎分形   微观结构   衰减模型  

摘要： 【目的】为研究冻融循环对砂岩动态力学性能和微观结构特征的影响，【方法】对冻融0、30、60、90、120次的砂岩进行了冲击速度分别为3、6、9 m/s的动态冲击压缩试验、核磁共振检测以及电镜扫描。【结果】结果表明，冻融砂岩的动态冲击破坏模式整体上为粉碎破坏，随着冻融循环次数和冲击速度的增加，砂岩的破碎程度加大，碎块尺度减小，碎块数量和粉末占比增多，分形维数增大。在相同冲击速度下，随着冻融循环次数的增加，砂岩的动态力学性能不断劣化；各动态力学性能指标均具有率相关效应。此外，建立了冻融砂岩的动态峰值应力指数衰减模型，证明了冲击速度可以在一定程度上补偿冻融循环的损伤劣化作用，使冻融砂岩衰减常数减小，半衰期延后。所建立的分形维数-动态强度演化方程，使得分形维数不仅能定量描述砂岩冲击破坏后的破碎程度，还能进一步预测其动态强度。随着冻融循环次数的增加，砂岩内部孔洞、裂隙尺寸扩大且数量增多，结构损伤程度加剧；基于上述结果，探究了冻融循环作用下砂岩的损伤破坏机制，发现砂岩的冻融损伤是多种因素共同作用的结果。【结论】该研究可为寒冷地区岩石工程提供相关参考。

关键词： 冻融循环   泥炭土   抗剪强度   有机质   劣化作用  

摘要： 为研究泥炭土在高海拔季节温差作用下其力学特征变化规律，通过室内冻结和冻融下的抗剪强度试验，分析土体在冻结和融化过程中其强度变化规律，并建立冻融循环下泥炭土黏聚力拟合曲线模型。结果表明：降低冻结温度和延长冻结时间会增强土体抗剪强度，且冻结时间对强度影响更加显著；土体冻融过程中融化阶段对土体强度劣化作用大于冻结阶段的强化作用，含水率越低，这种劣化效应越大；随着冻融次数增加，土体黏聚力对含水率敏感程度降低，而内摩擦角对含水率敏感性增高；含水率为51%～63%是冻融作用和润滑作用对土体黏聚强度的控制阈值；冻融过程强度的劣化既受孔隙水相变的影响，也一定程度上受有机质含量的干扰。通过数学拟合出冻融次数与含水率对土体黏聚力的曲线模型，该模型能够较好预测土体强度的劣化进程。

关键词： 钢管混凝土   冻融循环   推出试验   粘结强度   粘结退化  

摘要： 为研究冻融循环环境下方钢管混凝土的粘结性能,设计制作了19组57个方钢管混凝土短柱试件,并对这些试件开展冻融循环后的推出试验。获得了试件的荷载-滑移曲线,分析方钢管混凝土粘结力的组成以及冻融循环次数、构件长细比、钢管宽厚比对粘结强度的影响。试验结果表明,冻融循环后方钢管混凝土的荷载-滑移曲线与常温下总体相似,包含无滑移段、上升段、下降段、残余段。无滑移段的粘结作用由化学胶结力提供,滑移产生后的粘结作用由摩擦力和机械咬合力提供。在试验参数范围内,方钢管混凝土的粘结强度随着冻融循环作用次数增加呈幂函数减小,随着构件长细比的增大呈线性降低,随着钢管宽厚比的增大呈指数下降。在试验结果基础上,提出了冻融循环后方钢管混凝土粘结强度的计算公式,计算结果与试验结果总体总体吻合。

关键词： 分散土   力学特性   微观孔隙结构   冻融循环   三轴试验   季冻区   定量分析   应力-应变曲线  

摘要： 通过探究不同冻融周期条件下分散土的微观孔隙结构及力学特性,分析冻融环境对土体强度的影响。利用三轴试验及扫描电镜分别研究冻融循环下分散土力学性质变化规律及微观结构,并通过图像处理软件IPP定量获取土样的微观孔隙参数,包括孔隙率、平均孔径及平均形状系数。研究结果表明,土体结构内部孔隙数量及孔径大小均为呈现增加趋势,土体颗粒间的黏结效果减弱;分散土的破坏强度主要受土体孔隙的数量、大小及孔隙形状的影响,且与平均孔径、孔隙率及平均形状系数均呈负相关。由此得出分散土在不同冻融循环次数条件下微观结构会不断变化,进而导致土体的力学特性发生变化。

关键词： 碳纤维加固混凝土   抗冻融性能   质量损失率   有效粘接长度   抗折强度  

摘要： 为保障混凝土材料在高寒环境下的使用寿命,制备3组混凝土材料,一组作为对比组不使用加固材料,其他2组分别采用碳纤维复合材料进行条带式加固与全包裹式加固,采用冻融循环试验方法,测试试件在冻融循环过程中的性能变化,及冻融循环后的力学性能。结果表明,未加固的混凝土试件质量损失率、水量损失率均处于较高水平,且该试件的相对动弹性模量下降幅度较大,从而影响其抗冻融效果;采用碳纤维复合材料全包裹方式加固的混凝土质量、水量损失较小,有效粘接长度也并未发生较大变化,且该组试件在冻融循环后的力学性能同样保持良好,采用碳纤维复合材料全包裹方式加固后的混凝土抗冻融效果更强。

关键词： 再生混凝土   冻融循环试验   力学性能   硅灰   再生粗骨料  

摘要： 为保障高原地区铁路工程产生的废弃混凝土资源化利用的安全性,采用快冻法,研究冻融循环后RAC力学性能。通过改变再生粗骨料种类、取代率以及硅灰掺量,研究RAC的抗冻性能以及冻融循环后的力学性能。通过冻融循环后RAC质量变化、动弹性模量变化、抗压强度变化以及劈裂抗拉强度变化,得出再生粗骨料的种类、取代率以及硅灰掺量的影响规律。试验表明:采用高强再生粗骨料能够提升RAC抗冻性能;再生粗骨料替代率为50%时,抗冻性能最好;硅灰会改善RAC抗冻性能。

关键词： 结构面   冻融循环   力学参数   剪切试验  

摘要： 岩石结构面的季节性冻融是影响岩石稳定性的主要因素之一。本文以寒区岩体工程为背景,开展了不同冻融循环次数(0~5次)、不同剪切角度(45°、60°)下的结构面冻融循环剪切试验,研究了冻融循环下结构面的力学性质。研究结果表明:随着冻融次数的不断增加,结构面的剪切强度、剪切模量、粘聚力和内摩擦角不断降低,剪应变不断增大,剪切强度的下降主要是由于粘聚力下降引起的,剪切角度较高的结构面塑性变形特征更加明显。研究成果可为寒区岩体边坡稳定性分析提供理论与试验支持。

关键词： 节段预制全胶接拼装梁   剪力键   抗剪承载力   冻融循环   参数分析   混凝土损伤塑性模型   有限元法  

摘要： 为分析冻融循环对节段预制全胶接拼装混凝土梁剪力键抗剪承载力的削弱效应,建立剪力键抗剪承载力计算模型,并进行单调加载和反复加载模型试验验证,采用冻融材料应力~应变关系曲线,对冻融循环次数、冻融后反复加载、正应力水平、键齿数量、键齿尺寸进行抗剪承载力参数影响分析。结果表明:单调加载、冻融后反复加载的剪力键抗剪承载力与冻融循环次数均呈二次抛物线关系;冻融循环次数对剪力键抗剪承载力有较大削弱;冻融循环后再反复加载,剪力键抗剪承载力进一步明显降低。单调加载下,剪力键抗剪承载力和正应力呈线性正相关;剪力键抗剪承载力与键齿数量呈三次抛物线关系,键齿数量超过4个,抗剪承载力随键齿数量增多增长缓慢;剪力键抗剪承载力与键齿尺寸比呈线性正相关。