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关键词： 铸造废砂   改性处理   混凝土   抗压强度   耐磨性能  

摘要： 用水玻璃对铸造废砂进行了改性处理,研究了改性铸造废砂的掺量(0、10%、30%、50%、70%)对混凝土力学性能和耐磨性能的影响。结果表明:随着改性铸造废砂掺量的增加,试件的28 d抗压强度先增大后减小,最佳掺量为10%;随着改性铸造废砂掺量的增加,试件的28 d弹性模量和磨耗量降低,说明弹性变形能力变大,耐磨性能提高。

关键词： 土力学   径向振动激励   饱和砂土   试验装置   扰动效应  

摘要： 为研究径向振动激励对饱和砂土的扰动效应，研发了一种具有径向激振功能、频率可调的振动试验系统，利用该系统开展了振动频率10～50 Hz条件下饱和砂土扰动试验，分析了径向振动激励对饱和砂土扰动效应时空演变规律和分布特征，结果表明，在试验工况范围内，受振动激励作用，各测点孔隙水压力前期逐渐上升，达到峰值后逐渐下降并趋于稳定；随着振动频率的升高，饱和砂土受扰动程度愈加剧烈，各测点超静孔隙水压力、超静孔压比、液化持续时间及振动加速度逐渐增大；振动频率为30 Hz时，部分测点达到液化状态，40和50 Hz时，所有测点进入液化状态；随着深度增加，振动过程中各测点孔压越大，达到峰值时刻越早，液化持续时间越短；振动器中部附近土体受扰动程度最剧烈，该位置测点最早进入液化状态，其孔压振荡幅度、相对振荡幅度和超静孔压比峰值均高于两端土体；沿径向与振动中心距离越近，测点振动加速度、最大超静孔压比越大，进入液化状态越早，液化持续时间越长；试验结果对注浆时机选择、出浆口位置设置、振动参数选取等具有指导作用，为进一步开展径向振动注浆试验研究奠定了基础。

关键词： 弱膨胀原状土   抗剪强度指标   变形模量   饱水扰动   体变测量  

摘要： 为了研究合肥地区弱膨胀土遇水及扰动对其强度和变形等力学性质的影响，对合肥地铁7号线徽富路站深基坑内弱膨胀土的原状样及饱和扰动样，分别开展了50 kPa,100 kPa和200 kPa三种围压下常规饱和三轴压缩（CTC）和三轴拉伸（CTE）以及原状非浸水样双压力室三轴压缩试验。通过对比原状样与饱和扰动样的应力–应变、强度指标以及变形模量的差异，探讨了饱水扰动对膨胀土力学性质的影响，且采用XRD衍射测试了膨胀土的矿物成分及含量。试验结果表明：（1）合肥地铁7号线基坑土质为弱膨胀土，黏土矿物中蒙脱石含量占46%;(2)合肥地铁7号线基坑的弱膨胀土强度的降低主要表现为黏聚力的降低，原状样较扰动饱和重塑样黏聚力下降了56%，而内摩擦角的变化并不显著；（3）合肥地铁基坑内弱膨胀土有超固结现象，表现为原状样具有剪胀软化特征；（4）合肥地铁7号线基坑弱膨胀土原状样遇水扰动后初始模量下降了20%左右，水的浸润大幅降低了膨胀土抗变形能力。

关键词： 骨料   坚固性   混凝土   力学性能   耐久性能  

摘要： 针对长距离输水隧洞工程人工骨料坚固性超标的问题，研究了不同坚固性的骨料对混凝土力学和耐久性能影响。采用不同坚固性的原岩调配成坚固性为四个等级的粗细骨料，其中，I级为细骨料≤8%+粗骨料9%～11%，II级为细骨料8%～10%+粗骨料14%～16%，III级为细骨料10%～15%+粗骨料19%～21%，IV级为细骨料＞15%+粗骨料＞25%。结果表明，随着骨料坚固性等级的降低，混凝土抗压强度、轴拉强度和极限拉伸值呈现整体下降趋势，混凝土抗冻性能、抗渗性能也呈现降低的趋势。第II级、第III级和第IV级的氯离子扩散系数比第I级分别高1.3×10-12m2/s、2.8×10-12m2/s和2.5×10-12m2/s。采用第I级～第IV级坚固性骨料制备的混凝土抗硫酸盐侵蚀等级均可达到KS120，但骨料坚固性等级对混凝土抗硫酸侵蚀性能影响不显著。研究成果为水利水电工程其他骨料料源类似问题的解决提供技术储备和参考，为拓宽骨料料源选择范围、推动相关规范更加适应实际工程需求奠定技术基础。

关键词： 玄武岩纤维泡沫混凝土   细观结构   X-CT   Comsol   孔结构   力学仿真  

摘要： 为研究不同密度和纤维掺量的玄武岩纤维泡沫混凝土（BFRFC）的孔隙特征与单轴压缩力学性能，本文对两种密度下三种纤维掺量的试样进行X-CT与单轴压缩试验，分析实测孔隙和纤维分布特征，利用Matlab软件二次开发了BFRFC微观结构的三维重构模型，基于Hashin失效准则和损伤变量建立BFRFC的渐进损伤模型，并采用Comsol有限元软件进行单轴压缩试验仿真模拟。研究发现，BFRFC的孔隙直径服从对数正态分布，孔隙率和平均孔径随着密度的增加及纤维掺量的增多而减小；BFRFC内部的纤维极角主要集中在15°～90°之间，而方位角则在0°～360°之间均匀分布；基于微观结构所建立的BFRFC试样仿真模型，结合材料软化特性的渐进损伤模型，可以有效模拟BFRFC单轴压缩过程；BFRFC中玄武岩纤维的添加显著提升了材料的力学性能，包括峰值强度和吸能能力，且单轴压缩过程中材料内部力学响应从外层向内层进行逐层传递。

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： CFRP   粘贴面积率   加固混凝土   力学性能  

摘要： 为探究碳纤维复合材料(FRP)加固混凝土的各种力学性能,制备混凝土力学性能测试的试件,一种为圆柱体,作为抗压强度试件,另一种是棱柱体,作为抗弯强度与抗拉强度试件。试验中试件的抗压强度和抗弯强度参考测试普通水泥胶砂强度的方法来实施,试件抗拉强度采取直接拉伸法。结果表明,CFRP条带粘贴面积率为100%的试件1的峰值应变最大,达到0.398%;轴心抗压强度最大,达到126.5 MPa;单轴饱和抗压强度最大,达到105.3 MPa。碳纤维复合材料条带加固尺寸分别为100 mm×300 mm、100 mm×400 mm的试件D、E的抗弯强度最大。E的单轴抗拉强度最大,试件碳纤维复合材料加固混凝土加固效果卓越。

关键词： 土力学   核磁共振   温控动三轴   未冻水   含冰量   动弹性模量  

摘要： 冻融过程中,温度引起未冻水含量和含冰量的变化,进而影响冻融期间土体动力性能。基于此,采用朔黄重载铁路路基细粒填料——非饱和粉土,结合列车实际运营情况,开展冻结和融化过程中,不同初始含水率(10%,14%,18%)试样的核磁共振与温控动三轴试验,分析冻融过程中非饱和粉土未冻水质量含水率、含冰量与动弹性模量的关系,尝试探究土中冰水相变对宏观动力学特性的影响。主要结论如下:(1)降温过程中,从冻结温度降温至过冷温度过程中,未冻水含量大幅减少,含冰量和动弹性模量快速增加;之后随着温度持续降低,未冻水含量缓慢降低,含冰量和动弹性模量缓慢增加;继续降温至-15℃的过程中,发生相变的水分有限,且最终均有1%左右的液态水存在;(2)土体处于融化状态时,由于自由水的润滑作用,试样动弹性模量随初始含水率升高而降低;土体处于冻结状态时,由于冰胶结力作用,且冰在试样中的赋存状态不同,导致初始含水率14%试样冻结后的动弹性模量最大,初始含水率10%试样次之,初始含水率18%试样最小;(3)3组试样在冻融过程中均体现出动弹性模量与未冻水含量成反比、与含冰量成正比的规律。

关键词： 二次再生混凝土   强度   孔结构   扫描电镜  

摘要： 为推进再生混凝土二次循环利用,研究二次再生粗骨料取代率对二次再生混凝土力学性能的影响,制备了取代率为0、20%、40%、60%、80%、100%共6组试件,测其坍落度、抗压强度、劈裂抗拉强度、抗压变形,并结合扫描电镜进行孔结构及微观研究分析。结果表明:随着二次再生粗骨料取代率的增加,坍落度逐渐降低,全取代时降幅达到最大100 mm;孔结构分析表明随着二次再生粗骨料取代率的增加,试块中小孔占比逐渐减小,大孔占比逐渐增加,混凝土中孔体积逐渐增加,造成混凝土结构不密实,其次造成试块中骨料占比逐渐减少,老化砂浆和气泡占比逐渐增加,不利于强度发展;二次再生混凝土整体上满足C35强度要求,随取代率的提高整体强度呈下降趋势,整体变形呈上升的趋势,除骨料压碎指标较大有关外,结合孔结构分析与二次再生混凝土中骨料占比逐渐减少老化砂浆和气泡占比逐渐增加有关,使试块强度降低且更容易发生变形;二次再生混凝土的微观结构观察证实了对试块抗压强度、抗压变形的宏观实测数据及原因分析;结合宏观实测数据及微观结构观察,二次再生混凝土的应用具有一定可行性。

关键词： 颗粒形状   CT扫描技术   三维重构   整体形状参数   常规三轴压缩试验   临界内摩擦角  

摘要： 为了探究颗粒形状对砂土力学性质的影响,选取玻璃珠、石英砂、玻璃渣3种颗粒形状差异较大的砂土作为研究对象。首先通过计算机断层(computed tomography,CT)扫描重构了3种砂土的三维结构,选取了伸长率(EI)、扁度(FI)、球度(S)3个表征颗粒形状参数的均值作为砂土颗粒整体形状参数(overall regularity,OR),并对整体形状参数OR进行统计分析。然后配制7种不同形状参数的砂土进行了常规三轴压缩试验得到了其力学强度参数,研究砂土颗粒形状对其力学强度的影响规律。结果表明:7种砂土的应力-应变曲线均为应变软化型,都呈现出先剪缩后剪胀的特性;整体形状参数OR能较好反映砂土的力学特征,即随着整体形状参数OR的减小,应变软化现象变得不明显,但其峰值偏应力呈增大的趋势;砂土的内摩擦角随整体形状参数OR的减小呈线性增长,表观黏聚力急剧增大,但最大剪胀角随OR的减小而减小。此外,将临界内摩擦角与整体形状参数OR进行线性拟合,得到了两者较好的线性关系。