冻融循环对冻土-混凝土界面冻结强度影响的试验研究

为研究冻融循环作用对冻土-混凝土界面冻结强度的影响,对不同冻融循环次数、法向应力、试验温度及土体初始含水率条件下的冻结界面进行了系列直剪试验,研究经历冻融循环后界面峰值剪切强度、残余剪切强度及强度参数的变化规律。试验结果表明:冻融循环对界面剪切应力与水平位移曲线形态影响很小,经历20次循环后曲线仍是应变软化型。冻融循环对峰值剪切应力的影响强于对残余剪切应力的影响,表明其对界面胶结冰含量产生影响。当土体初始含水率较低且温度较高时,冻融循环使界面峰值剪切强度增加,但变化量较小。然而在含水率较高(20.8%)及试验温度较低时(-5℃),峰值剪切强度随着冻融循环增加而降低。因此在土体含水率较高且冻结温度较低时,对于发生小变形的冻结界面需要重视冻融循环对峰值剪切应力的影响。不同初始含水率、试验温度下冻融循环对残余剪切强度的影响较小且变化规律不明显。在试验温度为-1℃,-3℃,-5℃时,峰值黏聚力随冻融循环增加分别表现为增加、波动和下降,推测是由于界面胶结冰含量不同而引起。峰值摩擦角和残余摩擦角随冻融循环次数增加略有变化。     

粉土–混凝土接触面冻结强度试验研究

土与结构物接触面冻结强度是寒区构筑物基础切向冻胀力计算及抗冻拔模型建立的重要参数。为解释土与结构物接触面冻结强度形成机制,探究其影响因素及变化规律,针对粉土–混凝土接触面开展多种含水率、温度及干密度条件下的正交直剪试验研究。试验结果表明:(1)试验设计的控制因素对抗剪强度影响的主次顺序为:含水率>温度>干密度,低温、高含水率、低干密度条件下,接触面的抗剪强度试验达到最佳;(2)含水率、温度对接触面的抗剪强度影响显著,接触面抗剪强度随含水率及温度绝对值的增大而增强,且二者对接触面抗剪强度的影响具有交互作用;(3)随法向压力增大,含水率对接触面抗剪强度的增强作用逐渐变小,而温度对接触面抗剪强度的增强作用仍能得到提高。基于试验结果进行讨论,给出了土与结构物接触面冻结强度形成及破坏机制的一种解释,研究结果可为切向冻胀力计算和抗冻拔模型的建立提供参考。     

冻土热交换系数及冻结强度试验分析

采用稳态比较法,自行研制室内冻土导热系数测定装置,并开展了温度、含水量对冻土导热系数的影响研究。结果表明,原状土的导热系数略小于重塑土的导热系数。依据《土工试验方法标准》(GB/T 50123—1999),进行混凝土与冻土间的冻结强度试验。试验结果表明,冻结力随着位移变化经过两个阶段:强化阶段与弱化阶段。     

冻融循环对灌封胶修补混凝土界面性能的影响

混凝土界面开裂后强度大大降低,会严重影响混凝土的性能。基于此,研究了冻融循环对灌封胶修补混凝土界面性能的影响,并采用4种不同的灌封胶对混凝土界面进行修补,在冻融循环条件下对试件进行了斜剪切试验和三点弯曲试验。试验结果表明:冻融循环可以提高修补界面的粘结性能,经灌封胶聚氨酯705、有机硅911和环氧树脂808修补后的混凝土界面在冻融循环前后均发生内聚破坏,而经环氧树脂802修补的混凝土界面发生黏聚破坏,证明其具有较好的粘结性能。因此认为环氧树脂802更加适用于严寒地区的混凝土裂缝修补。同时,该试验也可为严寒地区修补混凝土裂缝提供一定参考。     

冻融循环对纳米再生混凝土抗压强度影响试验研究

纳米再生混凝土是一种新型高性能的绿色建材,通过对再生混凝土进行室内快速冻融试验,分析了冻融循环次数、纳米材料和龄期对其抗压强度的影响规律。试验结果表明,经过冻融循环后纳米再生混凝土的强度有所降低,运用回归分析法确定了冻融次数和抗压强度之间的定量规律;经过纳米强化的再生混凝土,其抗压强度有较大幅度的提高,尤其是早期强度;再生混凝土的早期强度较大,后期强度增长速度较为缓慢。     

混凝土强度对AFRP-混凝土界面性能的影响

由于城市轨道交通工程的发展,隧道和桥梁的建造数量也在增加。部分隧道、桥梁因为各种原因产生材料老化和结构损伤。芳纶纤维是良好的电绝缘体,更加适合修复地铁隧道等对电绝缘性要求较高的环境。依据日本混凝土结构加固用FRP(外黏纤维增强复合聚合物)片材试验规程JSCE 2001,采用双面剪切试验法研究了混凝土强度对AFRP(芳纶纤维)-混凝土界面性能的影响,得到了不同强度混凝土对AFRP-混凝土界面剥离承载力的影响,AFRP纤维片材表面应变分布情况,并对AFRP-混凝土界面黏结剪应力进行分析。     

冻融循环对再生保温混凝土性能影响的试验研究

再生保温混凝土是将建筑材料的再生利用和结构自保温相结合而提出的一种新型绿色建材,为了研究冻融循环对其性能的影响,在再生保温混凝土优化配合比的基础上,设计了5种不同比例再生粗骨料的配合比进行0、15、30、50次冻融循环,并测定相应的抗压强度和导热系数。试验结果表明,再生保温混凝土经过冻融循环后强度有所降低,运用回归分析法确定了不同再生粗骨料取代率的混凝土在不同冻融循环次数后对其抗压性能的定量影响规律,从而为再生保温混凝土在冻融环境下的工作机理研究提供依据。     

冻融循环下BFRP筋与混凝土黏结强度试验研究

为了研究冻融循环作用下BFRP筋与混凝土黏结强度,对不同冻融次数（0、10、20、40次）和不同混凝土强度等级（C30、C35、C40）共36个试件进行冻融循环试验和中心拉拔试验。试验结果表明:未经冻融循环的试件和冻融循环40次（C30）试件发生拔出破坏,其余冻融试件均发生劈裂破坏;随着混凝土强度等级提高,脱胶强度和黏结强度逐渐增加;随着冻融循环次数增加,BFRP筋与混凝土的黏结强度和峰值滑移呈现出先增加后减小的趋势,而脱胶强度随冻融循环次数增加逐渐减小。     

早期冻结对混凝土强度和结构的影响

我国广阔的东北、华北、西北地区,每年都有相当长的冬季施工季节。混凝土冬季施工,首先应保证混凝土不遭受早期冻害;为使其不被冻坏,混凝土在冻结前应具有的强度或者必需的冻前正常养护时间是研究混凝土冬季施工的一个基本数据。国外,如瑞典的莫罗(G.Moller)认为混凝土不受冻害的安全养护期为24小时,苏联根据米伦诺夫()等人的研究规定混凝土在受冻前应达到 R_(28)的50%,他们试验用的混凝土水灰比很大,坍落度也很大。我国《钢筋     

冻融循环对黄土强度影响研究综述

针对黄土在经历冻融循环后土体强度的问题,归纳总结了冻融循环对黄土微结构以及力学性质和参数产生的影响、通过改性黄土提高土体强度的研究进展,并对未来该领域研究做出展望。     

典型季冻土冻融循环下抗剪强度指标研究

笔者选取黏土、粉质黏土、粉土质砂3种典型的季冻区土类,模拟实际工况采用GDS低温振动三轴仪试验测试不同冻融循环和围压条件下试样土的静力特征,并计算其抗剪强度指标,拟合出3种典型季冻土的黏聚力和内摩擦角变化曲线,对工程实际应用具有一定的理论参考价值。综合各项指标,3种典型季冻土的冻融循环稳定性顺序为黏土粉质黏土粉土质砂,为保证季冻区土基的安全稳定及性能要求,宜选择含砂类型的土作为基层。     

冻融循环对水泥砂浆粘结强度损失的试验研究

针对粘贴外墙贴饰面砖的工程数年后有发生饰面砖脱落的现象,这里就冻融循环对水泥砂浆粘结强度的影响进行了试验研究,以期能为饰面砖脱落原因的分析提供一些参考数据。     

再生混凝土的冻融循环试验研究

为了进一步研究再生混凝土耐久性的各种指标,对再生混凝土的冻融循环抵抗性做了基础性试验研究.试验以100%再生骨料替代天然碎石和砂子制备再生混凝土,以水灰比0.45,0.55为变动因素.试验结果表明,100%再生混凝土试件的冻融循环抵抗性与粗、细骨料置换率为0的普通混凝土试件相比,当水灰比为0.45,0.55时其耐久性指数分别降低6%和10%,但都能满足评价混凝土冻融循环抵抗性的最低指标.     

方钢管混凝土界面粘结强度的试验研究

近20年来国内外关于钢管混凝土粘结强度的试验研究主要集中对圆钢管混凝土界面粘结强度的研究,而对方钢管混凝土界面粘结强度的研究相对较少。为考察方钢管混凝土荷载-滑移曲线的变化规律及其粘结性能,进行了方钢管混凝土推出试验．     

集料对混凝土强度与界面特性影响的研究

测试了辉绿岩碎石和石灰石碎石作集料对混凝土工程性、强度以及界面特性影响。结果表明：由于辉绿岩碎石视比重较大,辉绿岩碎石配制出的混凝土坍落度优于石灰石碎石混凝土。由于辉绿岩为硅质集料,辉绿岩碎石与水泥石形成界面较石灰石碎石与水泥石所形成界面处的Ca（OH）2晶体更小,且界面显微硬度更高,表现出的宏观力学性质更好。     

冻融循环作用下盐分对混凝土耐久性影响的试验研究

以青海德香高速公路大桥桥墩混凝土为依托,对其沿线主要易溶盐含量进行分析,通过室内模拟实验,配制了7种腐蚀溶液,并设计四种配合比混凝土,通过外观形貌、质量损失率和相对动弹模量三方面研究冻融循环作用下,盐分对混凝土耐久性的影响。结果表明:盐蚀-冻融循环作用下,单一盐类如Na2SO4、Mg SO4、Na Cl溶液对混凝土破坏形式和程度均不相同;上述几种盐的复合溶液对混凝土的破坏同时存在促进和抑制作用,即在低浓度盐溶液中,盐分加剧混凝土的冻融损伤,在高浓度盐溶液中,溶液冰点很低,缓解了混凝土冻融损伤。     

剪切速率对黏性土混凝土界面抗剪强度影响的试验研究

通过自行研制的大型恒刚度桩土界面直剪仪,进行6种剪切速率的黏性土混凝土界面剪切试验,探讨剪切速率对黏性土混凝土界面抗剪强度的影响规律。结果表明:在黏性土混凝土界面,超孔隙水压力随着剪切速率的提高而增大;法向应力和剪切速率通过影响超孔隙水压力大小,决定黏性土混凝土界面剪切峰值强度和剪切破坏位移的大小;剪应力剪切位移关系曲线由基本一致变化到一定范围内产生偏离,且法向应力和剪切速率越大偏离越显著,并出现明显的应变软化现象;剪切速率从0.4mm/min增加至5.0mm/min,黏性土混凝土界面抗剪强度减小幅度增大,摩擦系数减小0.1,有效黏着力的变化介于0.81～5.93kPa之间。     

荷载与冻融循环对CFRP高强混凝土界面黏结性能影响

通过双剪试验,研究了冻融循环和持续荷载共同作用下碳纤维增强复合材料(CFRP)-高强混凝土界面的黏结性能.结果表明:冻融循环和持载作用均对CFRP-高强混凝土的黏结性能产生了不利影响,冻融循环使其极限荷载和极限黏结滑移显著减小,持载则降低了其黏结刚度;冻融循环和持载的共同作用使界面黏结性能退化进一步加剧,而有效黏结长度增加.此外,界面的破坏形式由树脂与混凝土之间的黏结破坏转变为表层混凝土的剪切破坏,说明冻融循环和持载作用引起的混凝土劣化是导致界面黏结性能降低的主要原因.     

冻融循环下复合板-混凝土界面耐久性研究

通过单面剪切试验研究冻融环境下复合板-混凝土界面的退化规律和机理。经过冻融循环(30次)后,界面的极限承载力和断裂能急剧下降,冻融循环次数增加,界面的极限承载力的下降幅度减小,断裂能保持较为稳定。复合板-混凝土体系内含水量增加将加速复合板-混凝土的界面断裂能和极限承载力下降程度。冻融循环后,复合板-混凝土的界面破坏模式由混凝土撕裂转变为混合破坏模式。     

粗糙度对硅质板岩–泥岩界面强度与变形特性影响试验研究

为探讨粗糙度对硅质板岩–泥岩界面强度与变形特性影响,利用界面剪切仪开展软–硬岩界面剪切力学特性试验研究,分析界面试样剪切破坏模式、变形特征、强度演化规律,并探讨粗糙度对软–硬岩界面强度影响机制。结果表明：(1)硅质板岩–泥岩界面剪切破坏模式分为界面间剪断、泥岩内剪断以及界面与泥岩混合剪断三类。界面粗糙度越大,试样剪切破坏模式越趋于泥岩内剪断;(2)粗糙度对硅质板岩–泥岩界面剪切变形影响显著,随界面粗糙度增大,其剪切刚度降低、峰值强度点位移增大,表明界面试样剪切破坏前更易变形、剪切破坏时产生的塑性变形量越大;(3)粗糙界面存在显著提升了硅质板岩–泥岩界面抗剪强度,且界面粗糙度越大,其峰值强度与残余强度提高幅度越高;粗糙度大幅提升了界面试样的黏聚强度,但对其摩擦强度提升幅度有限;(4)剪切过程中泥岩不断被硅质板岩粗糙界面铲刮挤密形成“硬化剪切带”,且界面糙度越大,“硬化剪切带”越厚,试样剪断面越趋于泥岩内部。而泥岩抗剪强度大于界面强度,因此界面强度随粗糙度增大而不断提高,且提高幅度受控于剪断泥岩的黏聚强度。