关键词： 冻融循环   破碎机制   黑土团聚体  

摘要： 为探究冻融循环作用对黑土团聚体抵抗不同破坏作用能力的影响,以黑龙江省典型黑土耕作层土壤为研究对象,通过LB法的3种不同破碎处理,分析冻融循环次数、初始含水量对不同初始粒级土壤团聚体稳定性的作用机制。结果表明:冻融循环作用对1~2,2~3,3~5 mm不同粒级团聚体稳定性有显著影响(P<0.05),其稳定性均呈现为湿润振荡(WS)>慢速湿润(SW)>快速湿润(FW),快速湿润(FW)处理对黑土团聚体稳定性的破坏作用最大,而慢速湿润(SW)和湿润振荡(WS)破坏作用较小。同时,初始含水量和冻融循环次数对3种不同粒级团聚体的快速湿润平均重量直径(MWD FW)、慢速湿润平均重量直径(MWD SW)、湿润振荡平均重量直径(MWD WS)均具有极显著影响(P<0.01)。随着冻融循环交替次数的增加,>0.2 mm的大团聚体破碎而小团聚体(<0.2 mm)含量增加。初始含水量对于2~3,3~5 mm粒级团聚体具有破坏作用,而对1~2 mm粒级团聚体有助于改良团聚体结构,增大团聚体稳定性。

关键词： 砒砂岩   水泥土   三轴试验   冻融循环   抗剪强度  

摘要： 为实现砒砂岩作为一种自然资源的潜在利用价值,提高砒砂岩有效利用,将鄂尔多斯市准格尔旗的红色砒砂岩加入不同掺量水泥制成砒砂岩水泥土,进行不同围压、不同冻融循环次数条件下的不固结不排水三轴试验,得到了砒砂岩水泥土的各力学参数的变化规律,并通过超景深三维显微镜对砒砂岩水泥土的细观结构进行观测.结果表明:砒砂岩水泥土的应力-应变曲线呈应变软化趋势,随水泥掺量的增加其黏聚力和内摩擦角呈线性增长的趋势.砒砂岩水泥土的内摩擦角受冻融循环影响较小,而黏聚力受冻融循环影响较大.水泥掺量越多,砒砂岩水泥土的抗冻性越好,但其脆性特征越明显.对细观结构的观测进一步验证了冻融使得低掺量水泥的固化土细观结构发生较大改变,导致内部空隙增大,而水泥土随水泥掺量的增加其内部结构更加致密,从而提高了水泥土的抗冻性.

关键词： 路基土   冻融循环   蠕变试验   稳态蠕变速率  

摘要： 针对路基土受冻融循环作用影响较为严重的问题,以东北地区某在建高速公路为工程背景,采用GDS三轴试验系统对该高速公路的路基土进行单轴压缩蠕变试验,分析不同冻融循环次数下路基土的蠕变变形特性.结果表明:随着冻融循环次数的增多,路基土的蠕变形变量逐渐增大,蠕变历时逐渐缩短;相邻冻融循环次数之间,路基土的平均蠕应变和稳态应变速率增幅均呈逐渐减小趋势;加速蠕变阶段,路基土的蠕变历时随冻融循环次数增加而逐渐缩短.

关键词： 开放系统   冻融循环   压实土   破坏强度   预测模型  

摘要： 为研究开放条件下冻融循环作用对压实土力学性能的影响,以松花江干流堤防填土为研究对象,进行了开放条件下试样在不同初始状态的冻融循环试验和三轴压缩试验,研究了冻融循环次数、初始干密度和初始含水率对破坏强度和弹性模量的影响。试验结果表明,试样冻结过程中的水分补给对土体力学性质有显著的影响,并且水分补给能够加速土体破坏强度和弹性模量向稳定状态发展;7次冻融循环后,破坏强度和弹性模量的降低率分别达到85%和92%;通过提高土体干密度或适度提高土体初始含水率可以降低冻融循环对土体力学性能的劣化影响。

关键词： 冻融循环   棉花秸秆纤维   加筋土   无侧限抗压强度   拟合参数  

摘要： 通过室内无侧限抗压试验,分析纤维掺量和冻融循环次数两个因素对棉花秸秆纤维加筋土强度的影响规律,研究冻融循环作用对纤维加筋土强度的影响。试验结果表明:土体中掺入纤维能有效提高土体的抗压强度,明显改善土体的软化程度;加筋土无侧限抗压强度随冻融循环次数的增加呈指数下降趋势,经历5次冻融后,强度下降幅度最大;通过将不同加筋率的纤维土与冻融循环次数进行拟合,建立两者之间的半经验公式,为纤维加筋土的实际工程应用奠定理论基础。

关键词： 超声波波速   冻融循环   混凝土   强度损伤   动弹性力学参数  

摘要： 针对高寒地区混凝土抗冻耐久性问题,在混凝土中加入不同掺量的粉煤灰研究其抗冻性能,通过非金属声波检测仪进行冻融循环过程中混凝土强度无损测试,研究了冻融循环作用下混凝土强度损伤和动弹性力学参数的演化特征,分析了冻融循环过程中混凝土声波波速与力学性能变化规律。研究结果表明:掺入引气剂能够提高混凝土的抗冻性,相同引气剂掺量下,粉煤灰掺量为10%的混凝土抗冻性较好;冻融循环过程中,超声波纵波波速、横波波速与动弹性模量、动剪切模量均随着冻融循环次数的增加呈相似性衰减,且存在较高相关性。

关键词： CT精准识别技术   层进式冻融损伤   束箍效应   细观孔隙变化   弹性模量劣化因子  

摘要： 试验得到了试样直径、质量衰减量随冻融循环次数的变化规律,指出80次冻融循环是石英砂岩直径、质量变化线的拐点。提出了层进式损伤的CT精准识别技术方法,定义了试样主要损伤区并将其细分,分析了表层剥落前与剥落后的两阶段层进式冻融损伤过程,建立了CT值与弹性模量、孔隙率线性互推公式。分析认为:(1)40次冻融循环后,最外侧圈层弹性模量值为0,此时CT值不为0,圈层未剥落;(2)80次冻融循环后,最外侧圈层CT值为0,此时圈层孔隙率最大,圈层剥落;(3)试样内部圈层第2阶段劣化程度显著大于第1阶段劣化程度;在此基础上,提出了外圈层的束箍效应和内圈层的加速劣化效应,并从力学机制上进行了阐述。结合冻融循环次数下的孔隙率变化、弹模损失率变化、细观孔隙变化图像进一步定量阐明层进式损伤的发育演化规律。基于弹性模量、孔隙率分别随冻融循环次数变化规律,定义冻融弹性模量劣化因子ω,结合层进式区域划分,构建层进式损伤弹性模量劣化预测公式,并与实测值对比验证了上述方法的可行性。

关键词： 湿干冻融   水分入渗   裂隙   渠道   离心模型试验  

摘要： 渗漏问题是造成北疆供水渠道变形失稳的主要原因之一。本文通过离心模型试验探究了湿干循环和湿干冻融循环下渠水的入渗特性。结果发现,模型渠道浅层基土在湿润过程中完全饱和。相比于湿干循环下的模型渠道,每次湿干冻融循环后模型渠道顶部区域的饱和程度更高,表明湿干冻融循环中的冻融过程促进了模型渠道顶部区域的水分入渗行为。同时,湿干冻融循环下模型渠道的表面裂隙发育以及连通程度也更高,造成渠道边坡有着自渠顶横向张拉裂隙发生失稳的趋势。在此基础上,通过现场典型渠道渠水入渗分布情况验证了离心模型试验的准确性。本研究为北疆供水渠道维护以及防渗工作提供依据。

关键词： 再生混凝土   再生粗骨料   冻融循环   孔结构  

摘要： 为了分析再生粗骨料的掺入和冻融条件对混凝土孔隙率、孔结构以及抗压强度的影响,在混凝土制备时掺入0、20%、30%和50%等不同比例的再生混凝土骨料,混凝土正常养护28天后,进行冻融循环实验.实验结果表明,再生粗骨料的掺入对混凝土的基本性能影响较大,掺入量越大,再生混凝土的抗压强度越低,孔隙率也越大,有害孔和多害孔的比例也越多,等效孔径也越来越大,抗压强度也随之降低;冻融试验结果表明,冻融循环次数对混凝土的性能影响较大,随着冻融次数增加,再生混凝土的抗压强度降低幅度较冻融之前更大,孔隙率增加更为明显,无害孔和少害孔的比例减小更快,有害孔和多害孔的比例逐步增加也更快,等效孔径增大速度更快,抗压强度降低幅度也越来越快.

关键词： 冻融循环   盐侵蚀   数字图像技术   温拌胶粉改性沥青混合料   损伤开裂  

摘要： 为科学分析冻融循环作用下除冰盐侵蚀对温拌胶粉改性沥青混合料(CR-WMA)和热拌胶粉改性沥青混合料(CR-HMA)路面开裂特性的影响,运用数字图像(DIC)技术对三点弯曲重复加载试验下两种半圆试件产生的水平应变进行分析,定量描述沥青混合料的损伤开裂特性。采用半圆弯拉试验(SCB)分析两种试件的蠕变应变能(D_(CSE)),并与基于DIC技术下的损伤开裂指标进行相关性分析。试验结果表明:水平应变场中数值较大的点与试件损伤开裂的演化有密切关系;CR-WMA和CR-HMA的抗损伤开裂性能随着盐浓度的增加先降低后升高,且在盐浓度为8%时最差;无论是水冻还是盐冻条件下,CR-WMA的损伤累积密度D_(E)值和D_(CSE)值较CR-HMA高,说明CR-WMA抗开裂性能及抗盐侵蚀能力均优于CR-HMA;发现D_(E)和D_(CSE)具有较好的相关性,验证了DIC技术评价沥青混合料损伤开裂特性的合理性。