季节性活动层中混凝土强度与抗冻性显著性分析及预测模型研究

针对多年冻土季节活动层区铁路、公路线路中桥梁的墩台基础混凝土灌注桩,研究了水胶比、引气剂及养护温度3种因素交互作用下对混凝土抗压强度、抗冻性能的影响,得出了3种因素对混凝土抗压强度及抗冻性能的变化规律,结果表明:水胶比对混凝土的抗压强度影响最明显,养护温度次之,引气剂对抗压强度的影响最小;养护温度对混凝土的抗冻性影响最明显,水胶比次之,引气剂对抗冻性能的影响最小.在混凝土配合比设计和养护方式合理的条件下,混凝土的抗压强度与抗冻性存在一定的相关性,进行冻土中混凝土的施工时,合理设计水胶比,提高混凝土养护质量并且掺加适量引气剂,可以提高混凝土强度和耐久性能,最后建立了混凝土抗压强度和抗冻性能的多元线性回归预测模型,并验证了其合理性.     

低温硫酸盐侵蚀下水泥砂浆抗折强度预测模型低温硫酸盐侵蚀下水泥砂浆抗折强度预测模型

为了进一步揭示低温硫酸盐侵蚀条件下水泥砂浆抗折强度的发展规律,本文以不同配合比砂浆试件为研究对象,进行了20℃、10℃、5℃条件下的硫酸盐侵蚀试验,并对不同龄期的抗折强度进行了测试。试验结果表明:侵蚀过程中砂浆试件抗折强度呈现出先上升后下降的变化趋势,且明显受到温度影响,温度越低,侵蚀情况越严重,主要表现为整体强度下降,上升段可达到的最大值减小,劣化开始的时间提前。为考虑温度的影响,在Irassar模型的基础上,引入温度修正系数,提出了低温硫酸盐侵蚀过程中抗折强度的预测模型。模型的计算值与实测值吻合度更高,最大误差为9%,平均误差为2.3%,故该模型可较为准确的预测水泥砂浆在5~20℃硫酸盐腐蚀环境下抗折强度的发展规律。      

考虑温度变化的钢管混凝土徐变试验研究及预测模型

为了定量得出实际温度变化对钢管混凝土徐变的影响规律,考虑ACI209徐变模型的计算形式,基于龄期调整的有效模量法,并通过Arrhe-nius理论引入温度参数,推导得出了考虑温度变化的钢管混凝土热徐变计算公式.并在室内进行了20℃恒定温度、季节变温下的钢管混凝土徐变试验.试验结果得出,相对于20℃恒温条件下的徐变,温度从20℃升高到40℃时,徐变应变增长幅度达57.8％;温度从40℃升温到60℃时,徐变应变增幅达34.1％.变温对钢管混凝土影响较大,处于实际变温环境下的钢管混凝土结构进行徐变设计时,应考虑变温对钢管混凝土徐变的影响.通过试验数据和理论计算值对比得出,理论计算值与试验结果吻合较好,验证了考虑温度影响的徐变预测模型的准确性,可为受实际温度影响的钢管混凝土徐变设计提供参考.     

非饱和泥岩土水特征曲线试验及数学模型研究

非饱和土对水分存在吸力,严重影响土体的工程特性。以一高速铁路地基泥岩为研究对象,应用滤纸法研究含水率及压实作用对其吸力的影响。研究结果表明:随着含水率的增加,基质吸力及总吸力呈非线性减小,减小过程分为骤减阶段、速率减小阶段和吸力稳定阶段;在低含水率情况下,土体中水分以气态形式进行迁移,此时接触滤纸量测的吸力为总吸力;接触滤纸的平衡含水率随着土体含水率的增加呈线性增加;干密度对低饱和度下土样的总吸力影响较大,同一饱和度下土样干密度越大,则基质吸力越大;在单对数坐标中,土水特征曲线近似呈"S"形,选用典型的SWCC模型对试验数据进行了拟合,拟合效果良好。试验结果可用于该类土体相关工程特性的预测及建模。     

超效缓凝砂浆可塑性能试验研究

超缓凝砂浆是由水泥、复合缓凝剂、水和砂经适当配比而形成的，该种砂浆可塑性能的研究是其在工程上应用的重要依据。试验测定了A，B，C三种不同配比的缓凝砂浆静态塑性指数．分析了温度、龄期、复合缓凝剂的掺量及不同水泥品种对缓凝砂浆的缓凝时间的影响。结果表明：(1)三种缓凝砂浆各温度下的静态塑性指数都随龄期的增长而增大．说明缓凝砂浆在缓凝早期塑性指数小，触变性能好；(2)缓凝时间随复合缓凝剂的增加增长，随温度的升高缓凝时间会延长。(3)缓凝砂浆的凝结时间与水泥品种也有较大关系，同配比下早强型水泥凝结时间短，抗硫酸盐水泥凝结时间长。     

绿色施工下的深路堑施工群综合承载度分析

为寻求最优化“绿色施工—资源—环境—施工活动强度”组合系统,基于理想承载状态下的多维效益,以施工群为研究主体,考虑工程施工中排污因子的短板效应,构建施工群承载机制的木桶模型. 采用状态空间法原理,取木桶模型的桶底、桶壁、桶中水作状态轴,以承载状况为研究对象,建立施工群承载度的状态空间模型. 结合深路堑施工工艺和专家决策意见遴选出31个变量作为承、压指标,基于Canopy平台,运用随机森林（RF）算法和短板因子度量模型进行赋权,确定施工群的综合承载状况. 以兰新高铁的深路堑工程为例,构建考虑短板效应的木桶模型,并基于状态空间模型确定施工群的承载状态,结果显示：绿色施工效果与施工群承载状态的优劣成正相关;针对已有成果中雷达图的对比研究证实了所提出的模型与方法的可行性.     

低温(10℃)-干湿循环下水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀试验研究

在低温(10 ℃)-干湿循环双重环境下,对不同水灰比不同胶凝材料方案的水泥砂浆试件的抗硫酸盐侵蚀性能进行了试验研究,其中水灰比采用0.5和0.36,胶凝材料分别为普通硅酸盐水泥、中抗硫酸盐硅酸盐水泥和在普通硅酸盐水泥中分别掺入15%矿粉+1%硅灰和15%矿粉+3%硅灰.结果表明:在低温(10 ℃)-干湿循环双重条件下,既存在化学侵蚀又存在物理侵蚀,但是以物理侵蚀为主;通过降低水灰比或者使用抗硫酸盐硅酸盐水泥能显著提高砂浆抗硫酸盐侵蚀性能;在不同的水灰比下,复掺矿粉和硅灰会得到不同的效果,在低水灰比时能提高抗硫酸盐侵蚀的性能,在高水灰比时反而会降低抗硫酸盐侵蚀的性能.     

筏板基础大体积混凝土温度裂缝控制措施分析

基于某筏板基础工程,采用有限元数值模拟,分析了不同入模温度及保温措施下的大体积混凝土温度场分布.结果表明,随着入模温度的降低,混凝土内部温度减小;随着橡塑板厚度的增大,混凝土表面温度增加.随后,针对不同厚度筏板基础,提出了最优温差控制方案,即入模温度为20℃,9.35 m、4.5 m、2.7 m厚度处保温措施分别采用6 cm、3 cm、3 cm厚橡塑板,可使里表温差控制在容许范围内.最后,通过现场实测发现,筏板基础表面未出现温度裂缝,验证了该方案的有效性.     

低温(3℃)养护条件下不同水胶比对引气混凝土孔结构参数及抗渗性的影响

针对西部寒冷以及盐渍土地区的灌注桩混凝土,主要研究了低温(3 ℃)养护环境下不同水胶比对引气混凝土孔结构参数以及抗渗性能的影响.试验结果表明:随着水胶比的增大,引气混凝土的孔隙率与气泡间距系数都呈现增大的趋势,低温养护条件下孔隙率与气泡间距系数大于标准养护条件下;低温养护条件下混凝土主要孔径分布范围明显大于标准养护条件;低温养护条件下混凝土抗渗性能小于标准养护条件下混凝土,随着水胶比的增大,抗氯离子渗透性能下降,水胶比越大,抗渗性能下降越快;混凝土电通量和氯离子迁移系数与混凝土孔结构参数(孔隙率、气泡间距系数、孔径分布)呈现高度正负相关.     

掺微粉水泥砂浆的活性及孔结构特性

选用超细微粉配制水泥砂浆,分析了超细微粉的细度对水泥砂浆的活性和孔结构的影响.分析结果表明:(1)在早中期,微粉的比表面积越大,掺50％微粉砂浆的活性越大,孔隙率、累计孔体积、最可几孔径越小;(2)在中后期,微粉比表面积小于750 m2/kg时,掺50％微粉砂浆的活性继续增大,孔结构继续改善,然而微粉比表面积大于750 m2/kg后,掺50％微粉砂浆的活性和孔结构基本稳定;(3)在标准养护条件下,综合砂浆活性、孔结构特性和粉磨时间考虑,掺50％微粉的最优比表面积为750 m2/kg.