关键词： 混凝土   冻融循环   化学腐蚀   单轴抗压强度  

摘要： 为研究桥梁墩台混凝土受冻融循环与化学腐蚀耦合作用下的物理力学特性,对受冻融与化学腐蚀作用后的混凝土试件波速及孔隙率进行量测,并采用MTS815.02试验系统对混凝土试件进行单轴压缩试验.结果表明:随着冻融循环次数的逐渐增加,混凝土试件纵波波速折损率λ与孔隙率变化率β均逐渐增大;随着0.02 mol·L^-1 Na2SO4溶液pH值逐渐增大,二者均呈先减小再增大趋势,均在pH=7处取极小值,且λ与β之间近似满足线性函数关系;混凝土试样峰值强度随冻融循环次数单调递减,随0.02 mol·L^-1 Na2SO4溶液pH值先增后减,最大值均在pH=7处;混凝土试样在不同pH值化学溶液环境中损伤劣化程度大小为:强酸(pH=3)>强碱(pH=11)>弱酸(pH=5)>弱碱(pH=9)>中性(pH=7).

关键词： 冻融循环   嵌入式加固   BFRP筋   粘结性能   高韧性纤维增强水泥基复合材料  

摘要： 为探究高寒地区冻融循环作用对嵌入式FRP加固混凝土界面粘结耐久性能的影响,针对玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋嵌入式加固混凝土结构,通过采用环氧树脂胶(EP)和高韧性纤维增强水泥基复合材料(ECC)作为粘结材料的嵌入式FRP筋-从混凝土中拉拔试验,分析冻融循环作用下嵌入式FRP-混凝土相邻层之间的破坏模式和粘结退化机理,研究冻融循环次数、粘结材料、混凝土基体性能对粘结性能的影响。结果表明:不同侵蚀条件下试件破坏模式基本表现为胶基体与混凝土剪切破坏、胶基体劈裂破坏、毗邻混凝土-胶界面混凝土薄层剪切破坏、ECC基体与混凝土剪切破坏、FRP与ECC界面粘结破坏五种破坏模式,试件的极限粘结承载力随着循环次数的增加而呈不同程度的下降,50次循环内对试件粘结性能的影响较小,ECC试件相比环氧树脂胶试件,粘结承载力低,但表现出良好的延性。

关键词： 冻融循环   玄武岩纤维   坍落度   含气量   渗透性  

摘要： 为研究冻融循环作用对混凝土工作性能的影响,在混凝土中分别掺入含量为0、0.5%、1%、2%、3%的玄武岩纤维来改善混凝土的工作性能(坍落度、含气量和渗透性)。通过试验得出:(1)在相同的循环次数下,随着纤维掺量的增加,混凝土的坍落度、含气量和渗透性逐渐减少,但过量的纤维掺量对混凝土的工作性能效果不明显。(2)在相同的纤维掺量下,混凝土的坍落度、含气量和渗透性随着冻融循环次数的增加而逐渐增加,并且增加速率随着循环次数的增加而急剧增加。因此,玄武岩纤维对混凝土的抗冻性有着明显的提高,并且玄武岩纤维的最佳掺量为2%。

关键词： 混合侵蚀   半浸泡   冻融循环   硫酸盐   结晶  

摘要： 混凝土在硫酸盐侵蚀和冻融循环条件下易破坏,引发基础承载力下降。为了研究寒区盐渍土环境下混凝土的劣化机制,进行混凝土在硫酸钠和氯化钠混合溶液中的冻融循环试验,循环次数分别为0、10、20、30、40、50次;其次测量了冻融循环后混凝土的抗压强度,并结合X射线衍射试验,分析了侵蚀后混凝土内部物质的变化对力学性能的影响;最后通过冻融前后的弹性模量及质量变化,计算了损伤变量和质量损失率变化,研究了冻融循环下的混凝土损伤规律。研究结果表明:随着冻融次数的增加,混凝土力学性能大幅度弱化,内部损伤越严重,表面剥落越严重;弹性模量、抗压强度均大幅度降低,质量损失率与损伤变量均增大。混凝土内部发生了物理反应(芒硝的生成)和化学反应(石膏和钙矾石的生成),共同造成了混凝土内部结构破坏。

关键词： 冻融循环   团聚体稳定性   水稳性团聚体   分形维数   黑土  

摘要： 冻融循环作用是东北黑土区土壤侵蚀、水土流失的主要驱动因子之一,研究冻融循环作用对黑土水稳性团聚体特征的影响可以为水土流失防治提供科学参考。以东北典型黑土区耕作层土壤为研究对象,采用室内模拟冻融试验方法,研究初始含水量和冻融循环次数对土壤水稳性团聚体粒级组成、>0.25 mm粒级团聚体破坏率(PAD0.25)、>1 mm粒级团聚体破坏率(PAD1.0)、平均质量直径和分形维数等团聚体特征指标的影响。结果表明:无水冻融循环显著降低>5 mm水稳性团聚体的含量,水稳性团聚体的PAD0.25和PAD1.0分别较冻融前增加12.25%和5.52%,平均质量直径与分形维数的变化表现为促进大团聚体的破碎作用。有水冻融循环则显著增加<0.5 mm水稳性团聚体的含量,PAD0.25和PAD1.0分别较冻融前增加了78.72%~132.31%和81.44%~184.94%,平均质量直径与分形维数均表现出加剧水稳性团聚体拆分的作用,水稳性团聚体的破碎效应有所增强。因此,冻融循环导致大团聚体破碎成小团聚体,降低了黑土团聚体水稳性。冻融循环作用对水稳性团聚体的破碎作用随着初始含水量的增加逐渐增强并趋于稳定。土壤团聚体水稳性随着冻融循环次数的增加显著下降,10次冻融循环后逐渐趋于稳定。

关键词： 保温混凝土   冻融循环   黏结滑移   本构关系模型  

摘要： 冻融循环作用下,钢筋与混凝土之间的黏结锚固性能遭到破坏,而钢筋与混凝土之间的黏结滑移本构关系模型能够综合反映两者间的黏结锚固性能。通过中心拉拔试验,研究了冻融循环作用下钢筋与玻化微珠保温混凝土(TIC)黏结锚固性能的退化规律,测定了试件的黏结滑移曲线,并与普通混凝土(NC)对比分析。研究结果表明:冻融循环次数增大,钢筋与TIC试件黏结锚固作用减弱,极限黏结强度减小,峰值滑移增大,与NC试件变化规律一致;相同冻融循环次数后,TIC试件的极限黏结强度大于NC试件,且其峰值滑移小于NC试件;冻融循环200次后,TIC试件破坏形式为拔出破坏,而NC试件为劈裂破坏。进一步基于试验研究,提出了冻融循环作用前后钢筋与玻化微珠保温混凝土黏结滑移本构关系模型,该模型与试验结果吻合较好,对于玻化微珠保温混凝土材料在工程实践中的应用和相应规范的完善具有参考价值。

关键词： 动回弹模量   冻融循环   动荷载   动三轴试验   预估模型  

摘要： 为了考虑浅层地下水在路基土冻融循环过程中的影响,自主研发了多功能冻融循环试验系统,模拟冻结过程中路基土存在地下水补给的工况,并对冻融循环后的试样进行大量动三轴试验。系统研究了冻融循环次数、压实度、围压、循环偏应力、加载频率、初始含水率对土体动回弹模量的影响。结果表明,路基土动回弹模量随着循环偏应力、冻融循环次数、初始含水率的增加而减小,相反,随着压实度、围压、加载频率的增加而增加。此外,基于试验数据建立了考虑冻融循环和应力状态的动回弹模量修正预估模型,模型计算结果表明,修正的预估模型具有较高的精度。本研究可为地下水补给工况下的冻融循环研究和路基土动回弹模量研究提供相应参考。

关键词： 冻融循环   断裂能   混凝土   粉煤灰   水胶比   含气量  

摘要： 为研究冻融作用对混凝土断裂性能的影响,测试了不同水胶比(0.4、0.5、0.6),含气量(1.6%、6%),以及粉煤灰掺量(0、30%)三因素下混凝土的断裂能。研究结果表明,随着冻融循环次数的增加,混凝土的断裂能逐渐降低。低水胶比和合理的引气能够提高冻融作用下混凝土的抗开裂性能,掺入30%的粉煤灰降低了混凝土的抗冻性。

关键词： 冻融循环   玄武岩纤维   水泥土   力学性质  

摘要： 为了研究冻融循环作用下土的性质对纤维水泥土力学性质的影响,以玄武岩纤维和水泥为加固材料,选取两种不同类型土体制作成试件进行无侧限抗压强度试验和冻融循环试验。通过研究发现,玄武岩纤维的加入未必能提高水泥土的强度,土体的性质是影响水泥土无侧限抗压强度的主要因素之一。冻融循环作用下土的性质对水泥土力学性质及破坏状态具有重要的影响。随着冻融循环次数的增加,水泥土的无侧限抗压强度逐渐减低,而纤维的添加可以有效降低水泥土强度损失,提高水泥土抵抗冻融循环的能力。研究结果可为冻融循环作用下玄武岩纤维水泥土力学机理的研究提供一定的理论基础,可为纤维水泥土在季节性冻土区的应用提供一定的借鉴和参考。

关键词： 冻融循环   强度折减法   简化Bishop法   安全系数  

摘要： 为研究冻融循环作用对土质边坡稳定性的影响,利用强度折减法,通过大型有限元软件ABAQUS计算获得边坡的稳定安全系数,与简化Bishop法获得的理论安全系数进行比较,并以特征部位位移发生突变作为破坏判据,研究了坡度和冻融循环次数对边坡稳定性的影响。结果表明:采用有限元中边坡整体失稳的三种判据得到的安全系数相差不大,且与简化Bishop法得到的理论解误差很小;当坡度一定时,边坡的安全系数随冻融循环次数增加逐渐降低,并最终趋于稳定;当冻融循环次数一定时,边坡安全系数随坡角的减小而增大,即边坡越平缓,安全系数越大,边坡稳定性越好,可为边坡稳定性影响因素的探究提供参考。