冻融劣化与荷载预损伤对混凝土应变率效应的影响分析

利用10MN多功能三轴仪和TR-TSDRSL冻融仪,对历经不同冻融循环后混凝土进行一定幅值的加载历史后,按照不同加载速率单调加载直至破坏,开展了冻融劣化混凝土单调荷载历史后的单轴试验。试验结果表明,冻融劣化混凝土预加载历史与峰值应变和残余变形皆呈一次线性关系,同干燥状态下混凝土预加载历史和峰值应变的关系相同;随应变速率和预加载历史的提高,冻融劣化混凝土弹性模量单调增大,预加载历史的增强作用更明显,两类变化均存在明显的阈值;分析了混凝土的破坏形态与破坏机理,冻融劣化混凝土加载过程存在一个"压密"过程,应力应变全曲线在峰值应力处存在"应力平台",冻融次数越大,"应力平台"持续应变越长。     

循环荷载作用下冻融劣化混凝土能量耗散规律及破坏形态分析

为研究冻融劣化混凝土在循环荷载作用下的能量耗散规律及其破坏形态,对强度等级为C30的混凝土立方体(300mm×300mm×300mm)试件进行压缩试验。结果表明,当冻融循环次数不超过10次时,混凝土应力—应变曲线的外包络线呈两段式。当冻融循环次数超过10次时,包络曲线的应力与应变呈现出非线性增长,且这种非线性增长关系随冻融循环次数的增加而趋于明显;当冻融循环次数由10次逐渐增加至35次时,冻融劣化混凝土的破坏形态由剪压破坏逐渐向轴压破坏转变;冻融劣化混凝土试件在循环加卸载过程中耗散能、弹性应变能、塑性应变能的释放规律一致,都经历了前期能量释放缓慢,中期能量释放迅速,后期能量释放趋于平缓的变化阶段。研究成果可为严寒地区的混凝土构件设计及工程实践提供指导。     

冻融循环对混凝土静态双轴受压力学特性的影响

对不同冻融劣化程度的混凝土进行了不同侧压(0、0.06f_c、0.12f_c、0.18f_c、0.24f_c,其中f_c为单轴抗压强度)下的静态(应变速率10~(-5)/s)单双轴压缩试验,分析了冻融次数和侧压力大小对混凝土的峰值应力、峰值应变及弹性模量的影响。结果表明,混凝土的单轴和双轴抗压强度均随冻融次数的增加而减小;冻融次数越多,混凝土峰值应力随侧压的增加,其增幅越大;混凝土单轴受压时的峰值应变随冻融次数的增加而增大;相同冻融次数的混凝土,其峰值应变随侧压的增加呈先增大后减小的趋势,冻融次数越多,峰值应变的拐点所对应的侧压越小,侧压对混凝土峰值应变的敏感性受冻融次数的影响越显著;混凝土的弹性模量随冻融次数的增加逐渐减小;混凝土未冻融时,弹性模量随侧压的增加而增大,而冻融劣化的弹性模量随侧压的增加无明显改变。     

基于冻融损伤的重力坝抗冻耐久性分析

为进一步了解混凝土的抗冻耐久性,分析了基于Loland混凝土损伤模型推导的混凝土冻融损伤模型,并结合试验数据拟合得到了混凝土弹性模量、泊松比与冻融循环次数的关系,利用ABAQUS分析混凝土重力坝渗流场、温度场,并以此确定了混凝土大坝发生冻融损伤的区域,最终采用场变量模拟重力坝随冻融次数增加的稳定性。结果表明,混凝土大坝并非所有区域均发生冻融损伤,且试验得到材料抗冻耐久性并不等同于混凝土重力坝抗冻耐久性。     

冻融—碳化交替作用下混凝土耐久性试验分析

采用单面冻融法与碳化试验方法,对不同成型方式(透水模板成型和普通钢模成型)混凝土试样分别进行冻融—碳化交替作用和单因素作用的对比研究。结果表明,冻融—碳化耦合作用下混凝土的碳化能有效抑制冻融损伤,且其抑制作用随水胶比增大而增强;透水模板增强混凝土表面成型质量,其冻融损伤和碳化深度显著降低,碳化对冻融损伤抑制作用较普通钢模成型试样小。     

冻融循环作用下碾压混凝土抗剪试验分析

为了解冻融环境下碾压混凝土的性能衰减规律,利用冻融试验和抗剪试验,对冻融环境下不同粉煤灰掺量的碾压混凝土进行抗剪断分析,研究了碾压混凝土的质量损失特征和抗剪参数变化特征。结果表明,在相同的冻融条件下粉煤灰掺量为60%的碾压混凝土的质量损失率最大,本体碾压混凝土的抗冻性优于层面碾压混凝土;本体碾压混凝土的抗剪断参数值比层面碾压混凝土的高;粉煤灰掺量为50%左右时,碾压混凝土的抗剪强度达到相对最佳。     

冻融劣化后预加载历史对混凝土损伤特性影响

为了研究冻融劣化和荷载预损伤对混凝土动态损伤特性的影响,利用10 MN大型多功能液压伺服静动力三轴仪及TR-TSDRSL冻融仪,对历经不同冻融循环后混凝土进行一定幅值的加载历史后,按照不同应变率单调加载直至破坏,并通过Najar能量法对损伤变量D进行了定义,从弹性模量、应变速率和预加载历史三个因素对试件进行损伤分析。试验结果表明,随应变速率的增加,混凝土强度总体呈线性增长,强度增加比例为40%左右,两者拟合后发现预加载历史对混凝土强度的增幅更敏感;随着预加载历史的增大,混凝土强度呈现出先增大后减小的趋势;弹性模量、应变速率和预加载历史三者之间预加载历史的损伤率敏感性更高。随着预加载历史的增大,正式加载时混凝土的压密阶段提前,损伤快速发展阶段提前。     

基于损伤理论的胶凝砂砾石坝运行期冻融仿真分析

为研究冻融对胶凝砂砾石坝正常运行造成的影响,以守口堡胶凝砂砾石坝为研究对象,结合胶凝砂砾石结构冻融损伤特性,建立三维有限元冻融损伤模型,对坝体运行期不同工况下的温度、应力及损伤状况进行仿真分析。结果表明,普通胶凝砂砾石除易冻融破坏外,还易发生拉裂破坏;添加外加剂后抗冻性提高,但还不足以抵抗冻融;"金包银"措施能够有效改善坝内胶凝砂砾石的温度、应力状况,使其免受冻融影响,保证永久性水工建筑物运行期安全稳定。     

富浆胶结砂砾石抗冻性能试验研究

胶结砂砾石作为一种新型筑坝材料抗冻性能较差,采用富浆胶结砂砾石作为胶结砂砾石坝防渗保护结构材料,探究了外加剂对富浆胶结砂砾石抗冻性能的影响,通过冻融试验分析了冻融过程宏观特性,利用压汞试验、扫描电镜和X-Ray衍射试验,探求了富浆胶结砂砾石的冻融破坏的微观机理。试验结果表明,富浆胶结砂砾石冻融过程是水化产物结构由密实到疏松的过程,掺加外加剂对富浆胶结砂砾石的冻融破坏起到了很好的抑制作用。     

基于CT技术的矿物掺合料改性蒸养混凝土冻融试验

为研究矿物掺合料在冻融环境下对蒸养混凝土的影响情况，采用CT技术对经历冻融循环后的蒸养混凝土进行扫描，获取了其断层的扫描图像，并利用Fiji和Avizo软件进行了蒸养混凝土的三维重构，得到了试样的孔隙结构特征。研究结果表明，蒸养混凝土试样的抗压强度随冻融次数的增加而降低，孔隙结构的劣化是造成抗压强度降低的主要原因；掺加了矿粉和粉煤灰的蒸养混凝土试样在相同冻融条件下的力学性能和孔隙结构特征均优于普通蒸养混凝土，矿粉和粉煤灰对于蒸养混凝土的孔结构具有一定的改善效果。     

季节冻土区粉质粘土冻融过程结构演变试验研究

为考察不同冻结状态下冻融作用对粉质粘土表面孔隙结构的影响规律,利用氮气吸附法,对黑龙江省哈尔滨市万家地区的粉质粘土冻融前、冻融中和冻融后三种不同状态进行试验研究,分析了不同冻结状态下的孔隙结构变化特征。试验结果表明,冻融前、冻融中以及冻融后土的微观结构特征有一定的变化,表现为土样冻融后孔的比表面积较冻融前增加1.9%,冻融中土孔的比表面积较冻融前减少5.9%;冻融中的微孔孔容最大,冻融前的微孔孔容最小;冻融后的中孔累积孔容增加,冻融中的累积孔容减小,冻融前后孔隙的总体分布趋势无明显的变化。     

冰球式蓄冷槽内冰球冻结和放热特性的数值模拟分析

在冰蓄冷系统中,冰球式蓄冰槽是一种常用的蓄冰设备;通过相变材料的潜热保存冷量。对冰球式蓄冰槽内冰球的冻结和解冻过程进行了数值模拟,通过对比冻结曲线和解冻曲线,探究了冰球不同的排布方式对冰球冻结速率和解冻速率的影响。结果显示:采用顺排方式的蓄冰槽冰球冻结时间为29 400 s,而采用错排方式的蓄冰槽冰球冻结时间为25 200 s,错排方式能够提高冰球在预冷阶段的冷却速率,从而降低冻结时间;在解冻过程中,错排方式融冰相变过程的时间明显小于顺排方式,而融冰后的显热阶段两种排列方式的差异不大。     

冻结融解作用对岩石边坡稳定的影响

主要通过岩石室内试验,分析子了冻结融解作用对岩石物理力学性质的影响以及岩石裂缝发展的规律,同时结合边坡的破坏事例调查成果,结论认为表层崩塌的破坏模式是岩石边坡长期冻结融解作用的主要表现形式。     

Heat conduction with seasonal freezing and thawing in an active layer near a tower foundation

In this paper, seasonal freezing and thawing of an active layer near a power transmission tower foundation are investigated experimentally with a metal rod buried in an enclosure filled with soil. The measured soil temperatures are used to examine thermal effects of the tower footing and snow cover on seasonal freezing and thawing cycles. It was found that the metal tower has significant thermal effects on the local region around the tower footing. This increases the thaw depth of the active layer and lengthens the freezing/thawing cycle, which adversely affects the foundation stability and safety. These results provide useful new insight of practical utility in the design and maintenance of power transmission line foundations and other infrastructure in northern regions.     

冻融损伤混凝土梁抗力性能演化的裂缝分形特征

为分析冻融循环作用下钢筋混凝土梁受压区的表面裂缝分布特征,采用自主设计的混凝土梁反力试验架对受压区受冻融循环作用的梁进行抗弯试验,取得各级荷载作用下梁表面的裂缝图像。依据分形理论计算表面裂缝分布的分形维数,并讨论分形维数与梁的荷载、跨中挠度、屈服荷载和冻融循环次数之间的关系。研究表明,受压区冻融损伤的钢筋混凝土梁表面裂缝的分布符合分形特征,其分形维数与荷载、跨中挠度、屈服荷载和冻融循环次数之间均有一定关系,裂缝的分形维数可作为钢筋混凝土构件安全性能预测的指标。研究成果可为冻融损伤混凝土梁安全预测提供参考。     

On the study of the freeze–thaw thermal process of a biological system

The key objective of cryosurgery is to kill cells within a closely defined malignant region. To effectively kill cells within the biological tissue, it is important to control the cooling/thawing rate over some critical range of temperatures and freezing states in order to regulate the spatial extent of injury during freezing. The present paper has developed a model to study the freeze–thaw thermal process of a biological system. A thermal simulation algorithm has been employed to generate transient temperature profiles, to visualise isotherms in the anatomical region of interest and to provide essential information for estimating the amount of freezing damage to the targeted biological tissue. Calculations may be made for any given freezing/thawing period and desired set of operating parameters. Extensive validation of the proposed model has been performed by comparing with experimental results obtained from an experimental setup as well as data from literature. Transient temperature profiles and freezing-front positions were compared between model and experiments. Validating with in vitro data from freezing porcine liver samples, the model demonstrated good agreement of up to 6.8%. The effects of implementing different freeze–thaw cycle schemes on the ice-ball development and temperature profiles within the biological tissue were quantitatively investigated. In addition, connecting the model with cell survival signature, the degree of cellular injury within the biological tissue was studied.     

火落现象及其在宝钢三期焦炉上的应用实践

介绍了焦炉生产过程中出现的火落现象及其判定方法，并根据宝钢三期焦炉的实际生产情况，进行了焦炉火落时间判定的试验研究，得到了特定工况下焦炉的火落判定经验关系式。经现场实际应用，结果表明：该火落时间判定公式有较高的准确度，其结果和人工判定的火落时间最大绝对误差仅为9min，完全可以替代人工进行火落时间的一，所做工作对同类焦炉有重要的借鉴意义。     

600MW直接空冷机组冬季运行安全

根据大型直接空冷机组运行经验,分析目前直接空冷机组在冬季运行中存在的问题,提出保证直接空冷机组在冬季安全运行应该采取的措施,同时加强直接空冷机组的监督及调整,防止机组冬季冰冻现象的发生.     

中央空调冷凝器制冷剂R290改造的风险分析

针对中央空调冷水机组中的冷凝器更换制冷剂品种的改造,本文简要介绍了新型环保制冷剂R290替代R22的优点和不足,重点对中央空调冷凝器制冷剂R290改造所带来的风险进行了详细的分析,并提出了相应的风险防范措施。