冻融循环下粉质黏土的动力损失模型

通过冻融循环后的粉质黏土的动三轴试验,研究了粉质黏土作为路基填料的动力特性,得出了动强度和循环荷载次数及冻融循环次数的数量关系和动模量与冻融循环次数的关系曲线。建立了动模量损失模型,能够预测每一次冻融循环后的动强度和最大动模量。通过与试验对比可知,预测模型具有较高的精度,可以用来评估冻融循环对粉质黏土路基使用寿命的影响。     

冻融循环对粉煤灰土动强度的影响

根据粉煤灰土和粉质黏土经过冻融循环后动强度的对比试验,对粉煤灰土和粉质黏土的动强度做出了定量分析。试验发现,冻融循环影响粉煤灰土的强度特性,经过1次冻融循环后,粉煤灰土的强度明显降低,但是粉煤灰土的动强度下降率低于粉质黏土的下降率。随着冻融循环次数的增加,粉煤灰土的动强度逐渐衰减,经历4~5次冻融循环的粉煤灰土的动剪强度趋于稳定,且高于粉质黏土,在季节性冻土地区可以减轻公路的冻害。     

聚丙烯纤维改良粉煤灰土的动力特性

在大量动三轴试验的基础上,研究了用聚丙烯纤维改良粉煤灰土的动力特性。试验结果表明:在相同围压下,改良土的动强度大于粉煤灰土的动强度,且两者的动强度都随着荷载循环次数的增加而下降,随着围压的增加而变大。当围压增大时,改良土的动强度提高幅度要大于粉煤灰土。在高围压下,纤维对试件的动强度影响较大。改良土受动应变的影响比粉煤灰土小,比较稳定。动模量Ed随动应变εd增大而递减。动应变相同时,改良土的动模量要大于粉煤灰土20%左右,改良土的阻尼比略大于粉煤灰土。     

土动模量的退化和阻尼比变化

针对双曲线关系不能很好地拟合土动模量随动力作用水平的退化,及Hard in和D rnevich的确定阻尼比的公式低估了动力作用水平低于一定值时的阻尼比的问题,基于3种黏性土动模量的试验结果,提出了一个能很好拟合动模量退化的数学关系,式中所包括的参数少且容易确定.研究了固结压力对动模量退化的不可忽视的影响,提出了一个确定阻尼比的改进公式.上述成果可以合理地确定动力分析中土的动模量和阻尼比,提高分析结果的可信性.     

冻融循环下路基土冻胀率与塑性指数相关性研究

取季节性冻土区3种不同塑性指数路基土,通过对室内制备的试样在经历0～8次完整冻融循环过程后,统计试件体积冻胀率及高度冻胀率,得出如下结论:冻胀率随冻融循环次数增加而增大,相同冻融循环次数条件下,冻胀率随塑性指数增加而增大.对试验数据进行多元非线性拟合,建立不同塑性路基土冻胀率与塑性指数及冻融循环次数关系,拟合效果理想,可为缺乏冻胀率资料的季冻区路基设计及施工提供参考.     

循环荷载下冻融路基黏土长期塑性行为

采用室内试验的方法,考察了冻融循环次数和应力水平对路基土静剪切强度和塑性变形的影响规律。结果表明：围压降低和冻融循环的累积导致路基土静剪切强度发生衰减,且当动应力水平升高时,路基土的永久变形逐渐由塑性安定向塑性蠕变或增量失稳状态发展。综合分析测试结果,明确了避免冻融路基土永久变形出现失稳状态的临界应力水平和各类型判别准则,提出了考虑围压和冻融循环次数的临界动应力描述公式,并以动应力产生的剪应力与抗剪强度的比值表征剪切作用,建立并验证了适用于冻融路基黏土永久变形的力学-经验模型。本文研究成果可为季冻区路基的稳定及耐久运营予以理论支持。     

冻融循环下路基土抗剪强度与塑性指数相关性

取季节性冻土区3种不同塑限路基土,通过对室内制备的试样在经历0～7次完整冻融循环过程后,进行不同围压下三轴压缩试验,得出如下结论:同种土相同冻融循环次数下,抗剪强度随围压的增加而增加;相同围压下抗剪强度随冻融循环次数的增加基本呈下降趋势;相同围压、相同冻融循环次数条件下,抗剪强度随塑性指数的增加而增加。采用指数函数进行多元非线性拟合,建立了不同塑性路基土抗剪强度与围压、塑性指数及冻融循环次数的关系,拟合效果理想。     

粉煤灰路基模型材料试验研究

粉煤灰已经广泛地应用于高速公路的建设中.通过材料试验来确定用于粉煤灰作为地基的路基模型试验的模型材料.文章以列图表方式介绍了在本次地材料试验过程中,所做的材料试验的数据处理等,主要包括粉煤灰的应力应变关系和变形模量、粉煤灰和粘性土的配比试验、粉煤灰和珍珠岩配比试验、珍珠岩和粘性土配比试验、珍珠岩和铁配比试验、蛭石和粘性土配比试验等一系列的试验,并列表给出试验处理后的材料的变形模量.为将来用这些相关材料或做相关材料的试验的人提供一个数据的参考.     

交通动载下砾性土动三轴试验分析

为了探讨交通动载下砾性土的动力特性,采用GDS高级动态三轴测试系统,对级配良好的砾性土进行了大尺寸动态三轴试验,分析砾性土的应力应变及动模量等参数的变化规律.试验结果表明:循环荷载作用下,砾性土的应力应变关系整体上呈递增的趋势,动应变ε_d≤2.36%时,砾性土动应变随动应力呈线弹性增长;ε_d2.36%后,土体出现塑性变形,砾性土动应变呈非线性加速发展趋势.砾性土轴向动应变随振动次数逐渐增大,动应变增长率随振次增加而增大.砾性土动弹性模量随着动应变增加整体呈现骤减→略增→减小的趋势,其中在1%ε_d3%范围时动弹模出现小幅增长.密实的饱和砾性土在多级短时荷载作用下,产生剪胀变形,对应动孔压随动应变呈局部振荡整体递减的趋势.     

土工格栅加筋碎石土动回弹模量及预估模型试验研究

加筋土路基动回弹模量是加筋土技术在道路工程中的重要设计指标.利用动三轴仪对土工格栅加筋碎石土进行动回弹模量试验,对比分析了含水率、加筋方式、剪切及侧限影响表征量对动回弹模量的影响规律,并回归分析了动回弹模量预估模型参数.研究结果表明:加筋土的动回弹模量随着含水率的提高而降低;土工格栅应布设在土体中的水平剪切变形层位,增...     

碱激发下粉煤灰-市政污泥固废基混凝土抗冻融性能

为改善市政污泥对混凝土抗冻融性能的劣化效果,在氢氧化钠及水玻璃的复合激发下,用经生石灰改性后的市政污泥取代10%细骨料,粉煤灰分别取代10%、20%与30%水泥,制备了混凝土。分析了不同冻融循环次数下,混凝土的表观现象、相对质量、相对动弹性模量、相对抗压强度及微观结构随粉煤灰掺量与碱当量的变化规律,分别以相对动弹性模量与相对抗压强度为损伤变量建立了不同的冻融损伤模型。研究结果表明：随冻融循环次数增加,混凝土表观损伤愈发严重,内部孔隙增多,相对动弹性模量及相对抗压强度显著降低;与对照组相比,粉煤灰及碱激发剂的加入可以改善市政污泥对混凝土冻融耐久性的劣化效果,降低混凝土在冻融循环作用下的质量损失、动弹性模量损失及抗压强度损失;当粉煤灰掺量10%、碱当量4%时,粉煤灰可在碱激发剂及改性污泥中残余碱的联合作用下被较充分地激发,可消纳改性污泥中的残余碱,减弱市政污泥对混凝土抗冻融性能的劣化效果,此时混凝土水化程度最高,在冻融循环作用下的质量损失、动弹性模量损失及抗压强度损失最小,且服役寿命最长,约为16a以上;相对动弹性模量与相对抗压强度相关性良好,分别以两者为损伤变量的冻融损伤模型与试验结果均吻合良好。     

冻融环境下钢筋与粉煤灰混凝土的粘结性能

通过对内贴应变片钢筋的直接拔出试验,分析冻融作用下粉煤灰掺量对钢筋与粉煤灰混凝土间粘结性能的影响,得出冻融循环作用对钢筋与粉煤灰混凝土之间粘结性能的影响规律。试验结果表明：钢筋与粉煤灰混凝土的粘结强度随粉煤灰掺量的增加而降低;当粉煤灰掺量一定时,随着冻融循环次数的增加,混凝土强度有所下降,钢筋与粉煤灰混凝土间极限粘结强度降低;当粉煤灰掺量较大,达到40%时,随冻融次数的增加,钢筋粉煤灰混凝土试件极限粘结强度的下降幅度明显减缓,极限粘结强度对应的滑移量增大。表明掺入较多粉煤灰可使试件的冻融损伤现象得到缓解,冻融环境下钢筋混凝土的粘结性能得到提高。     

冻融对AS型固化剂改良土工程特性的影响

通过室内动静三轴试验,研究了Aught-Set（AS）型土壤固化剂改良土的抗冻融耐久性,分析了AS型固化剂改良土的应力应变关系、静强度、动模量和临界动应力与龄期、冻融次数以及冷却温度等影响因素的相互关系。结果表明,试样的7d无侧限抗压强度达到28d的75%;AS型固化剂改良土的应力应变关系为应变软化型曲线,呈脆性破坏形式;其静强度、临界动应力以及动回弹模量均随冻融次数增加呈指数形式衰减,且经历6次冻融后均趋于稳定;同一动应力水平下,冻融作用使得试样的累积塑性变形由变形稳定状态向变形破坏过渡;试样在经历多次冻融循环以后,负温越低对试样的力学特性影响越小。     

Freeze-thaw Resistance of Concrete in Seawater

The effect of freeze-thaw cycles in seawater on the performance of concrete was studied in this paper. Concrete samples with different water binder ratio and different component were prepared,and were then put into fresh water and synthesized seawater. After the experiments of freeze-thaw cycles,the mass loss,relative dynamic elastic modulus (RDEM) and compressive strength of each sample were tested. The results obtained reveal that with the increase of the water binder ratio,the resistance ability of freeze-thaw impact in seawater of concrete decrease dramatically. When the concrete contain 15% fly ash and 20% slag,its resistance ability to the freeze-thaw impact in seawater is the optimal. Compared to the seawater corrosion,the impact of freeze-thaw cycles to the properties of concrete is severer.     

Properties of High Volume Fly Ash Concrete Compensated by Metakaolin or Silica Fume

The compressive strength and dynamic modulus of high volume fly ash concrete with incorporation of either metakaolin or silica fume were investigated. The water to cementitious materials ratio was kept at 0.4 for all mixtures. The use of high volume fly ash in concrete greatly reduces the strength and dynamic modulus during the first 28 days. The decreased properties during the short term of high volume fly ash concrete is effectively compensated by the incorporation of metakaolin or silica fume. The DTA results confirmed that metakaolin or silica fume increase the amount of the hydration products. An empirical relationship between dynamic modulus and compressive strength of concrete has been obtained. This relation provides a nondestructive evaluation for estimating the strength of concrete by use of the dynamic modulus.     

Evaluating Deterioration of Concrete by Sulfate Attack

Effects of factors such as water to cement ratio, fly ash and silica fume on the resistance of concrete to sulfate attack were investigated by dry-wet cycles and immersion method. The index of the resistance to sulfate attack was used to evaluate the deterioration degree of concrete damaged by sulfate. The relationship between the resistance of concrete to sulfate attack and its permeability/porosity were analyzed as well as its responding mechanism. Results show that the depth of sulfate crystal attack from surface to inner of concrete can be reduced by decreasing w/c and addition of combining fly ash with silica fume. The variation of relative elastic modulus ratio and relative flexural strength ratio of various specimens before and after being subjected to sulfate attack was compared.