基于核磁共振技术的疏浚淤泥固化土孔隙水含量及分布研究

为研究疏浚淤泥固化土中孔隙水的含量及分布规律,利用低场质子核磁共振技术探测疏浚淤泥固化土的横向弛豫时间T₂分布曲线。结果表明各水泥掺量下淤泥固化土样品的弛豫时间分布只有一个主峰,峰面积随着养护龄期的增长和水泥掺量的增大均逐渐减小,孔隙水的含量逐渐减小,并且孔隙水的减少首先是从大孔隙水分开始的,龄期的主要作用是减小大孔隙里的水分含量,而水泥不仅有利于大孔隙水分含量的减小,也有利于小孔隙水分含量的减小;随着养护龄期的增长和水泥掺量的增大,淤泥固化土的T₂分布范围变窄,分布趋向于短弛豫时间,孔隙水逐渐分布在较小的孔隙中;加权平均T₂弛豫时间随着龄期的增长先快速下降,7 d后下降的速率逐渐减小,固化土T₂总核磁信号幅值随养护龄期的变化总体呈减小趋势,速度超过7 d后减慢,这是因为淤泥固化土内部的化学反应使得水分被消耗或转化成了矿物水。研究表明核磁共振技术能较好地呈现淤泥固化过程中孔隙水含量及分布的变化规律。     

再生透水混凝土应力——应变全曲线试验研究

以再生骨料替代率(0、30%、70%、100%)和养护龄期(3d、7d、28d)为变化参数,完成了不同龄期不同再生粗骨料替代率下再生混凝土的单轴受压应力—应变全曲线试验,分析了不同养护龄期及不同再生骨料替代率对再生透水骨料混凝土的破坏形态、弹性模量、应力—应变全曲线斜率及发展趋势的影响。研究表明,再生透水混凝土的破坏形态和普通混凝土相似,再生骨料替代率对破坏裂纹有影响,替代率越高裂纹越宽,龄期对破坏面与荷载垂线方向夹角相关,龄期越长夹角越小,不同龄期不同替代率下透水混凝土的应力—应变曲线和普通混凝土的类似,分为上升和下降两个部分,龄期对上升部分影响显著,龄期越长应力—应变曲线斜率越大,再生骨料替代率对下降部分影响较大,再生骨料增加试样弹性模量变低,下降曲线变陡。且再生透水混凝土的棱柱体抗压强度与立方体抗压强度的比值高于普通混凝土。     

碳化再生骨料对混凝土力学性能的影响研究

为研究碳化再生粗骨料的性能及其对再生混凝土力学性能的影响,采用加速碳化技术制备碳化再生粗骨料,碳化室的CO₂浓度为100%,压强分别为1 Bar和10 Bar。采用再生粗骨料替代率为0%、25%、50%、75%和100%制备混凝土。测试再生粗骨料的物理性能和混凝土的抗压强度、静弹性模量和抗折强度。结果表明：(1)在进行加速碳化处理后,再生粗骨料的物理性能和力学性能均得到了改善;(2)与非碳化的再生粗骨料混凝土相比,碳化再生粗骨料混凝土的抗压强度和抗折强度均得到了明显的提高;(3)与天然骨料混凝土相比,碳化骨料替代率在50%以下时,混凝土的抗压强度和抗折强度没有显著降低。     

粉煤灰掺量对高水胶比混凝土抗裂能力的影响

通过试验对高水胶比(w/b=0.45)条件下,不同粉煤灰替代率(0、20%、50%、80%)对混凝土材料参数和早龄期阶段开裂行为的影响进行了研究。材料参数试验结果表明,随着粉煤灰替代率由0增至80%,混凝土28 d龄期的弹性模量、劈拉强度和抗压强度分别降低了49.4%、68.4%和75.1%。混凝土温度应力试验结果表明,随着粉煤灰替代率由0增至20%、50%和80%,混凝土2d龄期绝热温升分别降低了7.1%、53.6%和72.6%,混凝土开裂时刻的应力与劈拉强度的比值分别为0.62、0.75、0.74和0.64,第二零应力点温度与最高温度的比值平均值为0.9;开裂时刻的温度(即开裂风险)随粉煤灰替代率由0增至50%逐渐减小,继续提高粉煤灰替代率至80%对混凝土开裂温度影响不大。考虑高水胶比混凝土温度开裂风险时,建议粉煤灰替代率不宜超过50%。     

硅灰对聚合物水泥砂浆力学性能影响研究

以硅灰替代率0、3%、6%、9%、12%为变化参数,研究3 d、7 d、28 d龄期标准养护下,硅灰掺量对聚合物水泥砂浆抗压强度和抗折强度的影响。试验发现：随着养护龄期的增加,抗压抗折强度逐渐增大;在不同的养护龄期下,随着硅灰替代率的增加,聚合物水泥砂浆的抗压、抗折强度均呈现先上升后下降的趋势。结果表明当硅灰替代率为6%时,砂浆的力学性能最优。     

基于核磁共振成像的混凝土冻融损伤特征

为研究多次冻融循环过程中材料内部孔隙分布的变化特点,采用低强度磁场核磁共振成像扫描仪对经过0,50,100和200次冻融循环的混凝土试件进行扫描,获得了弛豫时间T₂分布谱和扫描图像。研究结果表明:随着冻融循环次数的增加,表征材料孔隙率大小的T₂谱面积呈现初期增速较快,后期增速减小的规律;小孔隙含量随循环次数增加而减小,大孔隙含量随循环次数增加而上升;不同损伤程度的混凝土试件的核磁共振(NMR)扫描图像与T₂分布谱的变化特点具有较好的同步性,体现了扫描结果的准确性。研究成果有助于加深对混凝土在冻融循环过程中结构损伤演化规律的认识。     

MgSO4硅粉改良固化淤泥的渗透性能及孔隙特征

【目的】为改善碱渣固化淤泥在MgSO₄侵蚀环境中抗渗性差问题,【方法】利用纳米硅粉改良固化淤泥,研究硅粉掺量和浸泡时间对固化淤泥渗透性能和孔隙特征的影响,开展标准养护和MgSO₄溶液浸泡后固化淤泥的变水头渗透试验和核磁共振(NMR)试验研究。【结果】结果显示：在标准养护7 d时,纳米硅粉使试样渗透系数减小;在MgSO₄侵蚀环境中,当纳米硅粉掺量为1%～2%时试样渗透系数最小;固化淤泥T₂图谱为双峰型,较大孔隙对应次峰峰值随浸泡时间的增加而增大,添加适量纳米硅粉试样次峰峰值减小且T₂曲线略向左偏移,中大孔累积占比和孔径都有所减小。微观参数nD₅₀²与渗透系数具有强相关性,将修正后孔隙比应用于太沙基渗透公式所得渗透系数接近实测值。【结论】结果表明：当纳米硅粉掺量为1%～2%时有助于固化淤泥结构保持密实状态,从而提高MgSO₄侵蚀环境下固化淤泥的抗渗性,nD₅₀²可以反映固化...     

不同养护温度及砂率对衬砌混凝土力学性能的影响

主要研究在高温养护下不同砂率对衬砌混凝土各力学性能的影响,采用高温养护箱来模拟高地温隧洞真实的温湿环境对不同砂率(15%、25%、35%、45%、55%)的混凝土试块进行高温养护,然后对养护龄期为7 d、28 d的混凝土试块进行力学试验,获得不同砂率的混凝土试块的抗压强度、劈裂抗拉强度及弹性模量。研究结果表明,在同一养护温度下,混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度及弹性模量随砂率的增大先增大后减小;在相同的砂率配比下,养护温度越高,混凝土的各力学性能均有所下降;养护龄期为7 d的混凝土抗压强度及劈裂抗拉强度随砂率的增大,其变化程度基本高于养护龄期为28 d的,而对于混凝土的弹性模量则表现出相反的规律。经过综合分析,砂率为35%时混凝土的各力学性能达到最佳。     

养护环境对混凝土限制收缩开裂影响研究

在高海拔极端环境下,混凝土浇筑和养护过程中易出现裂缝,影响结构的工程质量和安全运行。通过圆环法混凝土限制收缩开裂试验,研究了不同温度(-5、10、25、40℃)、湿度(50%、65%、80%)对混凝土早龄期受限收缩开裂的影响,揭示了早龄期混凝土开裂的机理。结果表明：早龄期混凝土的抗压强度和弹性模量随养护温度和湿度的提高而增大,抗压强度随龄期的增长比弹性模量随龄期的增长更加明显;养护温度的降低或养护湿度的增大会减轻混凝土的干燥收缩以及自收缩作用,从而减小混凝土的内部应力,提高其抗开裂能力;提出了混凝土早龄期限制收缩开裂的预测模型,可准确预测混凝土早龄期限制收缩开裂时间。研究成果为混凝土开裂控制技术提供了基础数据支撑。     

体积水粉比对高自密实混凝土强度影响研究

高自密实混凝土配合比强度等级设计是工程质量的重中之重。为研究不同体积水粉比(W/P)对高自密实混凝土强度的影响,采用改进全计算法进行了配合比强度等级设计,测试了新拌混凝土的坍落度、坍落扩展度、V漏斗、T₅₀流动时间等工作性能;研究了不同龄期(3、7、28、56、90 d)的标准立方体抗压强度发展规律。结果表明：体积水粉比由0.8增大到0.9、0.96、1.0时,7 d抗压强度值分别减小了23.8%、25.4%、29.5%;28 d抗压强度值分别减小了21.9%、33.2%、34.2%;90 d抗压强度值分别减小了18.3%、33.5%、41.4%,随龄期的增长,抗压强度值的差距逐渐增大。试验结果可为高自密实混凝土的推广和应用提供依据。     

新型低温早强剂的制备与性能研究

传统早强组分已不能满足绿色、高性能混凝土的要求，其长龄期力学性能和耐久性能堪忧，且现有早强剂的低温(尤其是5 ℃)早强性能有限，低温下作用机理及其对混凝土耐久性影响的研究比较缺乏。以无机盐CB，LB，三异丙醇胺和纳米SiO₂四组分制备无碱、无氯、不含SO₄2-的低温早强剂，并研究5 ℃低温下早强剂的性能、适应性。结果表明:配比为0.50% CB+1.00% TIPA+0.20% nano-SiO₂+0.30% LB的低温早强剂可靠性高，其中CB和LB为关键组分，对砂浆各龄期强度提高均起重要作用，TIPA对3 d后强度提高作用显著，而nano-SiO₂对7 d后强度提高作用明显。5 ℃下，掺低温早强剂砂浆1，3，7和28 d强度较对比样分别提高376%，98%，72%和18%，砂浆3 d后各龄期强度已超对比样20 ℃养护下强度。低温早强剂对不同种类水泥、温度的适应性良好。     

土壤水分上下限对北疆滴灌春玉米产量和品质的影响

为确定滴灌春玉米(Zea mays L.)各生育期适宜的土壤水分上、下限,从而为新疆玉米灌溉管理升级提供理论依据,以“太玉339”为试材,采用正交试验设计方法,在玉米拔节期、扬花-灌浆期、灌浆-完熟期分别设置3种水分上、下限(50%～80%FC、60%～90%FC、70%～100%FC,FC为田间持水量),共设9个处理(T₁～T₉),分析其对春玉米不同生育阶段的生长指标、产量、品质、水分利用效率(WUE)的影响。结果表明：当玉米各生育期土壤水分保持在50%～80%FC时,其株高、地上干物质量、叶面积指数(LAI)和产量均显著减小,但会提高水分利用效率(WUE)。总体而言,T₃处理的产量最高,为17 114.51 kg/hm²;T₄处理的WUE最高,为3.11 kg/m³;在灌浆-完熟期提高水分上、下限有利于增加玉米粗蛋白、粗脂肪及淀粉的含量,其中T₃处理该3个指标均为最高,分别为11.02、4.11、69.96 g/100g。以产量、...     

稻壳灰胶凝材料的再生混凝土性能研究

为了研究稻壳灰代替水泥作为胶凝材料时再生混凝土的性能,采用稻壳灰代替部分水泥制备再生混凝土,测试再生混凝土的抗压强度和氯离子渗透深度。结果表明,稻壳灰替代率为15%制备的再生混凝土,在60天龄期和90天龄期的抗压强度明显高于其它试验组;掺入稻壳灰后,显著提高了再生混凝土的抗氯离子渗透能力;添加稻壳灰的再生混凝土抗压强度略有降低,但在抗氯离子渗透能力方面有积极作用。     

不同龄期混凝土动态力学性能研究

对不同龄期(28,112,183,345,810,1 248,1 550d)的混凝土进行了不同应变速率(10^-5,5×10^-5,10^-4,5×10^-4,10^-3,5×10^-3,10^-2/s)下的单轴压缩试验,试件尺寸为Φ150 mm×300 mm,研究了龄期和加载速率对混凝土的力学性能影响。结果表明:①在同一龄期下,混凝土的峰值应力随着应变速率增长而增大;在同一应变速率下,混凝土的峰值应力随着龄期的增长而增大,800d后峰值应力趋于稳定;②在同一应变速率下,混凝土的吸能能力随着龄期的增长而增加,表现出了峰值应力与龄期之间相似的规律。     

再生混凝土吸水率与强度的相关性研究

为研究再生混凝土吸水率与强度的相关性,选用5~20 mm的再生粗骨料取代天然粗骨料,以再生粗骨料取代率为10%～100%(每10%为一组,共取10组)、3种不同水胶比(0.3,0.4,0.5)的再生混凝土设计试验方案,并选用普通混凝土(取代率0%)作为对照组。在试验组和对照组共同试验的情况下,探讨养护龄期、取代率、水胶比对再生混凝土吸水率与强度的影响规律。结果表明:当取代率保持在≤50%范围内,用再生粗骨料制作的混凝土抗压强度高并且吸水率较低;再生粗骨料取代率在20%附近时,再生混凝土吸水率最低,劈拉强度最高;再生混凝土吸水率和抗压强度这2个检测指标间存在对数关系;再生混凝土和普通混凝土的劈拉强度与吸水率之间也呈幂函数关系。以上结论为检测混凝土强度提供了新的思路和方法,在实际工程中具有重要的指导意义。     

长江流域极端降水与当地平均气温的响应关系分析

研究极端降水的非平稳性及对气温的响应有助于应对相关灾害事件带来的消极影响。基于长江流域1961-2020年降水和气温格点数据,建立广义极值模型以确定当日(T₀)和前1～9 d(T_1-9)当地平均气温是否会引起极端降水的非平稳性,然后通过等样本箱元法、分段线性回归法和指数回归法探讨极端降水对T₀和T_1-9的响应。结果表明：长江流域99.7%格点的极端降水是非平稳的,T₀和T_1-9共驱动74.4%格点的极端降水向非平稳演变,且T_1-9对极端降水的影响更大。流域极端降水随T₀升高主要呈低温时增加而高温时减少的峰值型结构,且峰值点气温以青藏高原东缘为界西低而东高并分别集中于9℃和24℃左右;同时,极端降水随T₀的变化率介于(-12.3%～53.6%)/℃之间,并以四川盆地为中心向四周呈超CC(Clausius-Clapeyron)、类CC和次CC变率的分布格局。极端降水随T_1-9     

粉煤灰对再生混凝土抗碳化性能的影响

粉煤灰再生混凝土符合“十三五”规划绿色发展理念,粉煤灰及再生骨料等废弃物的有效利用具有重大的经济意义和环保意义。试验设计了不同粉煤灰掺量(0%,15%,25%,35%,45%)的再生混凝土,研究粉煤灰再生混凝土的碳化规律,并建立碳化预测模型。结果表明:混凝土的碳化深度与碳化时间及粉煤灰掺量呈正比关系;CO₂扩散系数与粉煤灰掺量呈线性函数关系。建立了基于CO₂扩散系数的碳化深度预测模型,模型的建立为粉煤灰再生混凝土的应用提供了重要支撑。     

某水利枢纽工程混凝土力学性能对比研究

为探讨大坝混凝土的相关力学性能及断裂特性，基于某水利枢纽工程提供的两种不同混凝土配合比(根据含水率的不同分别命名为C_0.48和C_0.43)及现场粗细骨料，开展混凝土梁三点弯曲试验，测定其坍落度、抗压强度、劈裂强度等相关力学性能参数，并分析不同配合比对断裂面、起裂荷载与失稳荷载、临界有效裂缝长度及双K断裂韧度等断裂参数的影响。结果表明：C_0.48混凝土的坍落度大于C_0.43混凝土的坍落度，C_0.48混凝土的抗压强度和劈裂强度均小于C_0.43混凝土的；C_0.48混凝土断裂面的粗骨料较C_0.43混凝土断裂面凸出不明显；C_0.43混凝土的起裂荷载与失稳荷载、临界有效裂缝长度及断裂韧度均比C_0.48混凝土的要大，具有强度高、延性和韧性好的特点。     

基于ANSYS的再生砖粗骨料混凝土梁受弯性能有限元分析

为深入了解再生砖粗骨料混凝土梁的受弯性能,通过ANSYS有限元分析软件,对不同再生砖粗骨料替代率和不同纵向受拉钢筋配筋率的混凝土梁受弯性能进行了模拟分析。结果表明:混凝土梁的有限元计算结果与试验结果吻合较好,有限元数值分析可以有效的模拟再生砖粗骨料混凝土梁的受弯性能;再生砖粗骨料替代率和纵向受拉钢筋配筋率对混凝土梁的极限弯矩与跨中极限挠度影响显著,再生砖粗骨料影响系数k在配筋率为1.01¹.48%范围内时稳定较好。     

早期受冻对混凝土力学性能的影响研究

秋冬季节,西北盐渍地区气温突降的情况时有发生,为探明早期受冻混凝土在冻融循环和盐离子侵蚀共同作用下的力学性能损伤规律及其机理,采用室内加速试验方法,观察了混凝土在经历4种养护龄期(1 h、3.5 h、8 h、24 h)和2种冻结温度(-5℃、-10℃)的早期受冻影响后,盐冻循环作用对混凝土试件的立方体抗压强度、相对动弹性模量、质量损失率以及损伤层厚度等指标值的影响规律,探讨了早期受冻混凝土力学性能损伤机理。结果表明：不同养护龄期的混凝土在冻融循环和盐离子侵蚀的共同作用下力学性能出现不同程度的损伤,其中,养护龄期处于初凝与终凝间的混凝土试件受早期受冻的影响最大;混凝土损伤层厚度与盐冻循环次数呈正相关关系,且损伤层厚度受冻结温度影响较小;与冻结温度相比,养护龄期对混凝土力学性能损伤的影响更大。相关研究可为相似环境下的混凝土结构优化设计与维护提供有益参考。