冻融循环作用下盐渍土病害机理及改良技术综述

盐渍土在冻融循环作用下,主要表现出盐胀和冻胀特性,对土体结构造成破坏,土体发生变形,从而降低土体强度,给工程建设造成危害。为改良盐渍土、防治盐渍土病害,从盐渍土病害产生的机理出发,介绍了结晶压力是导致土体结构发生破坏、土体发生变形的本质因素,证实了结晶压力的大小与孔隙大小有关。水盐迁移会加剧盐胀和冻胀的发生。在冻融循环作用下,水分和盐分向土体表层发生运移。盐渍土的盐－胀特性受土体的干密度、含水量、含盐量、荷载和温度的影响,不同因素的影响程度不同,干密度的影响较含水量小。干密度越大、含水量和含盐量越高、降温速率越慢,盐－冻胀越强烈。荷载对盐－冻胀有抑制作用。通过对盐渍土病害机理的研究,结合盐渍土盐－冻胀的影响因素,从土质改良、加固土体、阻断水盐通道和温度控制四个方面阐述了冻融作用下盐渍土的改良方法,可供盐渍土地区的工程建设参考。目前关于结晶压力的研究主要是定性方面的,水盐迁移的研究以室内试验为主。未来对盐渍土病害机理的研究将主要集中在结晶压力的定量研究和水盐迁移的现场试验等方面。     

聚丙烯纤维混凝土的抗冻和抗盐冻耐久性研究

在我国北方和沿海地区冬季混凝土因遭受低温和除冰盐侵蚀发生严重破坏,造成了巨大的损失。为改善此类混凝土的耐久性不足问题,工程中经常采用添加外加剂来提高混凝土性能。在此通过对聚丙烯纤维混凝土进行水冻和盐冻循环试验来研究其耐久性能,从而建立冻融循环的损伤模型,最终得出聚丙烯纤维的加入能提高混凝土的抗冻性和抗盐冻性的结论。     

盐冻环境下钢筋混凝土梁抗弯性能仿真分析

采用数值模拟技术同时考虑到混凝土力学性能及钢筋混凝土粘结性能受盐冻融作用的损伤,对经历不同盐冻融循环次数后钢筋混凝土梁的抗弯性能进行了非线性分析,研究了其抗力性能受盐冻融循环作用的影响规律.结果表明:盐冻环境下梁抗弯性能退化的主要原因是由于混凝土力学性能的降低,而粘结性能退化对梁抗力性能的影响并不显著;盐冻融作用达到一定程度后钢筋混凝土梁的破坏类型会发生改变,将由适筋破坏转换为超筋破坏;梁端锚固区粘结性能的冻融损伤对梁抗力性能有一定程度的影响,尤其当冻融程度较严重时,梁的承载力较锚固良好时约有4％左右的降幅.     

NaCl-MgCl2复合除冰盐对混凝土盐冻破坏的影响及其作用机理

研究了NaCl-MgCl₂复合除冰盐对盐溶液结冰压和临界饱水度,以及对混凝土盐冻剥蚀破坏和饱水度等的影响,揭示了其降低混凝土盐冻剥蚀破坏的作用机理.结果表明：在NaCl除冰盐中掺入MgCl₂可有效降低盐溶液造成的混凝土盐冻剥蚀破坏;随着复合除冰盐中MgCl₂掺量的增大,其对盐溶液结冰压的影响很小,但可明显增大盐溶液的临界饱水度;在冻融循环条件下,掺有复合除冰盐的混凝土的饱水度及其增长速率明显降低.     

粗颗粒硫酸盐渍土地基盐-冻胀界限深度模型试验

为完善粗颗粒硫酸盐渍土盐胀理论,研究其盐-冻胀力的影响因素及变化机制,人工配制96组粗颗粒硫酸盐渍土试样,通过自主设计的试验装置,进行室内模型试验研究。结果表明：盐-冻胀力的敏感温度区间为-0.2～-1.0 ℃;含盐量不影响盐-冻胀力随温度的增长规律,与含水量共同决定最大盐–冻胀力的大小;对于相同孔隙比的试样,含水量的增加使其发生峰值盐-冻胀力所需的含盐量增加。当含盐量一定时,含水量的增加反而使其峰值盐-冻胀力减小;盐渍土试样在孔隙比为0.55和0.58时峰值盐-冻胀力分别出现极小值和极大值,这与盐分在土颗粒骨架间的结晶位置有关。基于试验结果,运用分层总和法给出工程适用的粗颗粒硫酸盐渍土地基盐-冻胀界限深度表达式,为粗颗粒硫酸盐渍土地基盐-冻胀变形的量化评价和设计提供重要参考依据。     

北疆渠道基土盐-冻胀特性的试验研究

干旱缺水已逐渐成为制约我国农业发展的主要因素,西北寒冷地区输水渠道由于渠基土的盐胀和冻胀造成了严重的渠水渗漏损失。为研究渠基土的盐-冻胀变形特性,本文选取北疆输水灌渠典型土体进行了不同干密度、不同Na_2SO_4含量和不同含水率条件下的盐-冻胀变形试验。结果表明:随着干密度的升高,土体盐-冻胀率先增大后减小,在某一干密度下盐-冻胀率最大。随着土体Na_2SO_4含量和含水率的升高,土体盐-冻胀率逐渐增大,土体盐-冻胀率与Na_2SO_4含量之间呈现二次多项式关系,与含水率之间呈现线性关系。与干密度相比,Na_2SO_4含量和含水率对土体盐-冻胀率的影响较大。     

高速公路隧道用混凝土耐久性试验研究

东北地区许多高速公路隧道混凝土路面和衬砌在运行期间出现了不同程度的病害现象。基于现场监测,分析了诱发这些裂缝的主要原因,对隧道路面用混凝土的长期耐久性、抗氯盐侵蚀性能进行了试验研究。结果表明,掺加活性掺合料有助于提高混凝土的长期耐久性。     

盐冻循环作用下煤矸石混凝土耐久性研究

为研究盐冻循环作用下煤矸石混凝土耐久性能,通过盐冻循环试验,分析其质量、动弹性模量及抗压强度等裂化特性。结果表明：在氯盐溶液质量分数小于25%时,质量损失率与盐冻循环数呈正相关,随氯盐质量分数上升,其质量损失率逐渐降低,NaCl质量分数大于等于25%时,其质量损失率与循环数呈负相关;不同质量分数NaCl溶液中其动弹性模量损失率与盐冻循环数呈正相关,显著性表现为12%NaCl溶液＞3%NaCl溶液＞纯水＞6%NaCl溶液＞25%NaCl溶液;在相同盐冻循环条件下,其强度损失率与氯盐质量分数呈负相关,其显著性表现为25%氯盐＜12%氯盐＜6%氯盐＜3%氯盐。     

硫酸（亚硫酸）盐渍土盐-冻胀变形预报模型及与原位观测对比研究

利用天山北麓水磨河流域细土平原区硫酸（亚硫酸）盐渍土无荷载和有荷载条件下多次冻融盐-冻胀变形试验研究成果。采用单向分层总和法和积分法建立了硫酸（亚硫酸）盐渍土盐-冻胀变形预报模型,并利用原位现测分析验证模型的可靠性,提出了建立地温观测体系和建立盐-冻胀变形试验标准的建议。     

盐冻环境下钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

试验研究了盐冻环境下钢筋混凝土梁抗弯性能的退化规律,分析比较了完好梁和经历25、50、75及100次盐冻融循环作用梁的承载力和变形性能.结果表明：受冻梁截面混凝土应变仍满足平截面假定,受力特征与完好梁相似;影响盐冻融环境下梁承载力的主要因素是受压区混凝土保护层的剥落,其次是混凝土强度的降低,而钢筋与混凝土粘结性能退化的影响并不显著;混凝土强度降低、保护层损伤及粘结性能退化均是冻融环境下混凝土梁变形增大的重要因素,梁刚度的降低程度除与冻融次数相关外,还受冻融损伤位置和持荷水平影响.