关键词： 干湿-冻融   氯离子渗透   孔隙率   水工混凝土  

摘要： 文章结合水工混凝土在北方沿海地区的服役状态,设计研究干湿-冻融循环交替耦合作用下双掺聚丙烯纤维与轻烧氧化镁、单掺聚丙烯纤维、单掺轻烧氧化镁和基准4种混凝土的抗氯离子侵蚀性能。结果表明:混凝土孔隙率变化速率均与其抗氯离子侵蚀性能有关,抗氯离子渗透性从低到高排序为基准组<轻烧氧化镁组<聚丙烯纤维组<双掺组,研究成果可为北方沿海地区水利工程设计提供一定借鉴。

关键词： 道路工程   乳化沥青冷再生混合料   非饱和   冻融循环   宏观性能   微观损伤  

摘要： 针对季冻区乳化沥青冷再生混合料路面服役实际情况设计了冻融循环试验,通过宏观性能试验,测定非饱和乳化沥青冷再生混合料空隙率、冻融劈裂强度比、低温劈裂强度和高温抗剪强度随冻融循环次数的衰减规律。借助扫描电子显微镜(SEM),观察不同冻融循环次数下非饱和混合料的微观形貌变化。基于对宏观性能衰变规律与微观损伤情况的分析,探索了非饱和乳化沥青冷再生混合料的冻融损伤机理。经过20次冻融循环后,非饱和乳化沥青冷再生混合料空隙率增加1.06%,劈裂强度比下降26.3%,高、低温性能均产生大幅度损伤。混合料结构内部乳化沥青-水泥砂浆界面的水泥水化产物受冻融循环作用由外至内发生破坏,沥青胶浆剥落,沥青与集料粘附性降低,集料间的空间架构逐步受损,最终导致非饱和乳化沥青冷再生混合料性能损伤。

关键词： 冻融循环   单轴压缩   声发射   三场耦合   损伤特征   贺兰山遗址区  

摘要： 针对宁夏环境致贺兰山遗址区岩石风化严重的问题,首先对取自贺兰山遗址区的岩样进行冻融循环试验,设置循环次数分别为0、10、20、30、40次,测量岩样的质量、纵波波速及有效孔隙率,并分析冻融循环次数对它们的影响;然后开展单轴压缩和声发射试验,绘制应力-应变曲线,分析其变化规律;最后基于弹性模量与累积振铃计数,定义损伤变量,建立温度-水-力三场耦合作用下的损伤本构模型。研究结果表明,有效孔隙率和波速降低比率在20次循环周期后均有所下降,此时岩样出现颗粒剥落现象,二者的变化能够反映岩石表面损伤情况;损伤变量经历了平稳阶段、缓慢增加阶段和陡然上升阶段,对应于应力-应变的变化规律;构建的损伤本构模型能够描述贺兰山岩石的损伤演化过程,为进一步认识贺兰山遗址岩石的病害机理提供了理论依据。

关键词： 凹凸棒土   隔离墙   渗透系数   孔隙结构   干湿   冻融  

摘要： 以凹凸棒土为改良隔离墙材料,通过渗透试验分析凹凸棒土掺量、苯酚质量浓度和干湿/冻融循环作用对隔离墙渗透系数的影响,结合核磁共振试验研究隔离墙孔隙结构,讨论凹凸棒土的掺入对干湿/冻融循环作用下隔离墙防渗效果的影响.结果表明:隔离墙渗透系数随凹凸棒土掺量增大而减小,随干湿/冻融循环次数增加而增大,不随苯酚质量浓度变化而变化;凹凸棒土可使干湿/冻融循环作用下隔离墙的渗透系数降低,且随着干湿/冻融循环次数的增加,隔离墙中小孔隙分布减少,中孔隙增多;凹凸棒土可增强隔离墙的防渗效果,亦可抑制干湿/冻融循环作用对其产生的破坏;冻融循环作用对隔离墙渗透系数及孔隙结构的影响大于干湿循环作用.

关键词： 混杂纤维混凝土   冻融循环周次   孔结构特征   冻融损伤  

摘要： 为了研究冻融循环周次对混杂纤维混凝土性能的影响,开展不同纤维体积掺量混凝土快速冻融循环试验,重点分析混杂纤维混凝土力学行为及孔结构特征的变化规律。试验结果表明:随着冻融循环周次的增加,混杂纤维混凝土抗压和劈裂抗拉强度降低,冻融损伤量增大,而纤维的掺入减小了冻融损伤量和冻融引起的强度折减,这种现象随纤维体积掺量的增加而越发显著。从细观分析,纤维混凝土气孔参数含气量、气泡间距系数及平均弦长与试件抗压、劈裂抗拉强度呈负相关关系,而与冻融损伤量呈正相关关系。纤维体积掺量一定时,冻融循环周次越多,混凝土含气量、气泡间距系数及平均弦长均越大,而气孔比表面积则越小。

关键词： 水泥土   铁尾矿砂   冻融循环   应力应变   无侧限抗压强度  

摘要： 为探究铁尾矿砂水泥土的抗冻融耐久性,通过无侧限抗压强度试验和冻融循环试验,分析铁尾矿砂配比、水泥配比及冻融循环次数对铁尾矿砂水泥土强度及变形特性的影响。试验结果表明,同一水泥配比下,铁尾矿砂水泥土的抗压强度随铁尾矿砂配比的增加呈先增大后减小的趋势,在铁尾矿砂配比20%时强度提升最大;冻融循环对素水泥土的应力应变损伤较大而对铁尾矿砂水泥土的应力应变损伤不明显;水泥土的脆性指数随冻融循环次数及水泥配比的增加而增加,但增长幅度逐渐变缓,且加入铁尾矿砂可以减小水泥土的脆性指数;水泥土的峰值强度随冻融循环次数的增加呈先减小后略微增大的趋势,且铁尾矿砂水泥土在冻融循环作用下的强度回升十分明显。此研究结果表明,铁尾矿砂可以提高水泥土的抗冻融耐久性,减小水泥土的变形,使其更好地适用于北方冻土地区。

关键词： 泡沫混凝土   冻融循环   疲劳荷载   强度  

摘要： 泡沫混凝土在循环荷载和冻融循环耦合作用下,易产生微裂缝,致使泡沫混凝土在承受时,易发生微裂缝的扩展破坏,进而降低材料的强度、刚度等力学特性,影响其在工程上的应用。故此,分析研究泡沫混凝土在循环荷载-冻融循环条件下的微裂缝发展规律,揭示循环荷载与冻融循环交互作用下轻质混凝土力学性能的演变规律,通过三维数值模型得到泡沫混凝土的微观结构和在冻融以及荷载作用下的力学机理。结果表明:随着荷载循环次数的增加,微裂缝数量增加速度逐渐加快,大致呈指数增长;耦合作用下残余强度呈现先增后减的趋势,在冻融循环50次、加荷载循环30次时,残余强度达到最大值,与冻融循环单独作用下相比偏小;伴随泡沫混凝土服役年限的增加,其内部损伤逐步积累,可致使结构提前发生破坏。

关键词： 冻融循环   倾倒式危岩体   冻胀力   抗拉强度   冻结深度   碎屑流失  

摘要： 为了探究冻融作用对倾倒式危岩体稳定的作用机理及长期劣化规律,基于极限平衡理论,考虑结构面冻胀力、未贯通段抗拉强度劣化及冻结深度演化对倾覆点力矩的影响,构建倾倒式危岩体稳定性分析方法.基于岩石冻胀理论,考虑岩石碎屑流失、微裂隙倾角、温度等参数对孔隙半径冻胀破坏的影响,建立岩石抗拉强度劣化模型并验证其合理性.利用裂隙分布不均性修正Stephan冻结深度经验公式,得到冻融循环作用下岩石冻结深度计算方法.结合工程算例,讨论不同敏感参数对倾倒式危岩体稳定性的影响.结果表明:初始抗拉强度越低、孔隙率越大,危岩体稳定性劣化效果越显著;当环境温度高于263.15 K(-10℃)时,危岩体稳定性对温度的变化敏感,危岩体保温措施的效果显著;当碎屑流失比超过0.8时,冻融循环作用对危岩体的劣化速率明显加快,倾倒式危岩体的长期冻融劣化效应明显,控制冻胀破坏产生的碎屑流失有利于寒区危岩体保持长期稳定.

关键词： 自密实固化土   冻融循环   流动度   水泥掺量   无侧限抗压强度  

摘要： 为了探究冻融循环对自密实固化土力学性能的影响规律,通过试验对比分析了不同流动度、不同水泥掺量的自密实固化土在不同冻融循环次数下的无侧限抗压强度.试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,冻融循环对自密实固化土无侧限抗压强度的影响程度在逐渐减小;相同的冻融循环次数和水泥掺量条件下,流动度越大,自密实固化土的强度衰减率越大;相同的冻融循环次数和流动度条件下,随着水泥掺量的增大,自密实固化土的强度衰减率先减小后增大;在此基础上,构建了自密实固化土的冻融循环强度损伤模型,该模型可为特定条件下自密实固化土的配合比设计提供参考.

关键词： 海工混凝土   纳米Al2O3   冻融循环   硝酸盐侵蚀   微观试验  

摘要： 海港码头处的混凝土处在多因素侵蚀的环境,混凝土容易受到冰冻以及硝酸盐共同侵蚀作用的影响,导致海工混凝土耐久性不足。为研究纳米材料对海工混凝土抗硝酸盐盐冻性能的影响,在普通混凝土中加入不同掺量的纳米Al_(2)O_(3),进行混凝土抗硝酸盐侵蚀和抗冻性共同作用试验,以相对动弹性模量、质量损失率和不同深度下混凝土中NO_(3)^(-)含量作为测试指标来评价二者共同作用下纳米混凝土的耐久性,并分析其微观结构。结果表明:在二者共同作用下,纳米混凝土的相对动弹性模量明显提高、质量损失率明显降低;相同冻融循环次数下,不同深度处纳米混凝土的NO_(3)^(-)含量均低于普通混凝土;微观试验表明,纳米Al_(2)O_(3)能够优化孔隙结构、减少裂缝生成,因此在混凝土中添加纳米Al_(2)O_(3)能够显著改善海工混凝土的抗硝酸盐盐冻性能,使海工混凝土的耐久性得到有效地提高。