CFRP加固对冻融再生混凝土短柱承载能力的影响

为减小冻融循环对再生混凝土力学性能的影响,提高严寒地区再生混凝土的耐久性能,系统研究了冻融循环作用下再生粗骨料替代率、冻融-碳纤维布(CFRP)加固作用顺序对再生混凝土短柱试件承载能力的影响.结果表明:冻融循环作用使再生混凝土短柱试件极限承载力大幅降低,CFRP加固可以使再生粗骨料替代率为0%,50%和100%的再生混凝土短柱试件极限承载力分别提高到冻融前试件极限承载力的1.514,1.502和2.088倍,CFRP加固不仅可以大幅提高再生混凝土的抗冻融损伤性能,还可以有效修复、弥补冻融损伤再生混凝土的承载能力;先CFRP加固后冻融试件的承载能力优于先冻融后CFRP加固试件.用CFRP加固混凝土短柱的环箍力-轴向应变关系、混凝土单轴受压主动侧限本构关系和CFRP加固下的混凝土被动侧限本构关系建立了适用于冻融循环与CFRP加固共同影响下的再生混凝土短柱试件极限承载力公式.     

冻融循环侵蚀作用下高延性混凝土力学性能试验研究

高延性混凝土(HDC)具有良好的拉伸应变-硬化特性和裂缝控制能力,受拉状态下产生多条细密裂纹,这使得HDC极有可能具有良好的抗冻性能。基于此,通过采用快速冻融方法对21个HDC试件进行了冻融循环试验来研究HDC的抗冻性能,其中,3个HDC棱柱体试件进行冻融循环试验,18个HDC立方体试件进行不同冻融循环次数下单轴受压试验,测定不同冻融循环次数作用后HDC的表观特征以及各项基本力学性能,包括极限承载力、动弹性模量、峰值应变和裂缝状态。试验结果表明,经过300次冻融循环后HDC具有良好的裂缝控制能力,试件出现较少的细密裂纹,表现出良好的抗冻性能。通过分析HDC冻融试验应力-应变曲线,得到HDC冻融本构关系曲线,且与试验曲线对比,发现本构模型曲线与试验曲线较为吻合。     

冻融循环对ECC-RC复合梁受弯性能影响

对ECC-RC复合梁和RC梁分别经历0、50、100、150次冻融循环后进行静力受弯性能试验;分析了冻融循环次数对构件的承载能力、破坏形态、裂缝及挠度的影响。研究表明:随着冻融循环次数的增加,梁的屈服荷载和极限荷载均有一定程度的降低,且降低的幅度随冻融循环次数的增加而逐渐增大;随着冻融循环次数的增加,在相同荷载作用下,ECC-RC复合梁的挠度比RC梁的挠度减小约20%;在相同冻融循环次数下,ECC-RC复合梁的极限承载力平均比RC梁要高18%左右。冻融循环作用后,受拉区ECC材料相对于混凝土具有较好的控制裂缝开展、抵抗构件变形的能力,实现了RC梁单一裂纹宏观开裂发展模式向ECC-RC复合梁多重微细裂纹稳态开裂模式的转变。     

冻融循环作用下尾矿坝的力学响应特征

寒区冻融环境条件下,尾矿砂的冻融、缩胀、损伤破坏给寒区尾矿坝工程造成极大的危害。为探究冻融循环作用下尾矿坝变形规律,揭示其变形机制。采用自主设计的尾矿坝相似模型试验装置,开展不同冻结温度(-5、-25、-45℃)条件下,尾矿坝的变形规律模型试验。借助土压力、激光位移、孔隙水压力传感器,采用动态数据采集仪采集相关数据,分析冻融循环过程中尾矿坝各关键位置应力、变形、孔隙水压力的动态变化规律。试验结果表明:坝体内应力随冻结温度的降低而增大,在冻融循环前期,尾矿坝各关键位置应力增长速度明显高于冻融循环其他阶段。坝体内孔隙水压力随冻结温度的降低而减小,坝体越深,孔隙水压力的变化幅度越大,周期性更强,也更具有规律性。冻结温度具有明显的位置效应,越靠近尾矿坝边缘,坝体变形量越大,变形速度越快。     

持续荷载与冻融循环耦合作用下纤维混凝土损伤性能研究

为了研究纤维混凝土在持续荷载与冻融循环耦合作用下的损伤性能,开展了不同压应力水平(0、0.3、0.5)作用下的纤维混凝土冻融循环试验,研究了不同应力水平作用下试件质量损失、相对动弹性模量和抗压强度损失等参数随冻融循环次数的变化规律。结合损伤力学,以超声波波速为损伤变量,分析了冻融损伤与荷载耦合作用的变化关系,并基于Weibull分布建立了冻融损伤预测模型,推导出冻融损伤与抗压强度的演化方程。结果表明,随着冻融循环次数的增加,冻融损伤程度表现出加剧上升的现象,应力水平为0.3的耦合作用能减小纤维混凝土的冻融损伤,应力水平为0.5的耦合作用会进一步加剧纤维混凝土的冻融损伤。建立的损伤预测模型具备较高的可行性,能够较精准预测不同冻融循环次数后的损伤,推导的演化方程相关性较好,能灵活实现损伤与强度之间的转化。     

胶凝材料对地质聚合物混凝土的 抗冻融循环性能的影响

地质聚合物混凝土（GPC）能最大限度地减少自然资源的消耗。粉煤灰和矿粉的配合比对于GPC的性能具有较大影响。本研究制备了普通硅酸盐混凝土（OPC）、全粉煤灰配方及部分矿粉代替FA制备的地质聚合物混凝土GPC-0、GPC-10、GPC-20、GPC-30（矿粉：0、10%、20%和30%）,对比不同GPC的冻融后的性能,即重量变化,抗压强度损失,相对动态弹性模量损失。结果表明：矿粉含量最高的GPC-30的质量损失率小和抗压强度高,远优于其他地质聚合物混凝土。利用共振频率测试（RFT）的无损检测方法测定动态弹性模量,表明矿粉基比全粉煤灰CPC具有更好的抗冻融性。粉煤灰的含量越高,矿粉的含量越低,养护制备出的混凝土的力学性能退化就越大,并得出GPC的实用性能以及不同比例配方,这为今后的试验和工程应用提供数据和理论支持。     

超低温冻融循环对砂浆性能的影响(英文)

水泥基材料超低温下的性能与其常温及低温下有很大差异。测量了不同砂浆的抗压抗折强度、相对动弹模量、相对质量损失率和含水率,研究了水融过程中吸水量、水灰比和最初含水率对砂浆抗超低温(-110℃)冻融性能的影响。结果表明:砂浆试样超低温冻融破坏比普通冻融破坏更加严重、迅速,且砂浆试样的抗折强度对超低温冻融更加敏感。试样在超低温冻融过程中逐渐从外界吸水,经过21次超低温冻融循环后,其吸水量甚至大于在真空饱水机中的吸水量。     

冻融黏土动态回弹模量演变规律及预估模型

为研究冻融循环影响下路基黏土动态回弹模量的变化规律,开展了不同初始含水率、压实度、冻融循环次数、偏应力及围压条件下的动三轴试验。结果表明：路基黏土的动态回弹模量随初始含水率和偏应力的增加而减小,而与压实度及围压均呈正相关关系;冻融作用导致动态回弹模量发生衰减,而经历5次冻融循环后其值基本稳定。基于此,建立了全面考虑冻融循环影响、物理状态及应力条件的路基黏土动态回弹模量回归模型,预测效果较好。     

盐冻环境下塔里木灌区水工玄武岩纤维混凝土抗腐蚀性能试验研究

为探究塔里木灌区盐渍土环境下水工玄武岩纤维混凝土的抗冻性能,开展了不同体积掺量(0、0.1%、0.2%、0.3%)的玄武岩纤维混凝土试件,在不同浓度复合盐溶液(NaCl+MgSO₄+Na₂SO₄)侵蚀与冻融循环共同作用下的腐蚀劣化试验。结果表明：(1)玄武岩纤维的掺入提高了水工混凝土抵抗盐冻破坏的能力,随着复合盐溶液浓度的增大及冻融循环次数的增加,试件发生由表及里的损伤破坏,纤维掺量为0.3%试件的质量损失率最小,相对动弹性模量波动幅度最小,抗盐冻性能最好。(2)玄武岩纤维的掺入减缓了混凝土内部Ca(OH)₂的消耗速率,腐蚀产物的含量也相应减少,混凝土抵抗盐冻破坏的能力随之增强。(3)复合盐侵蚀与冻融循环作用下,试件的腐蚀产物主要为钙矾石(AFt)和石膏,冻胀与腐蚀产物对毛细孔隙和微裂缝的破坏是混凝土微观结构损伤的主要原因。研究成果可为玄武岩纤维混凝土在塔里木灌区的实际工程应用提供科学依据。     

基于冻融循环和疲劳荷载共同作用下泡沫混凝土的微观力学性能研究

泡沫混凝土在循环荷载和冻融循环耦合作用下,易产生微裂缝,致使泡沫混凝土在承受时,易发生微裂缝的扩展破坏,进而降低材料的强度、刚度等力学特性,影响其在工程上的应用。故此,分析研究泡沫混凝土在循环荷载-冻融循环条件下的微裂缝发展规律,揭示循环荷载与冻融循环交互作用下轻质混凝土力学性能的演变规律,通过三维数值模型得到泡沫混凝土的微观结构和在冻融以及荷载作用下的力学机理。结果表明：随着荷载循环次数的增加,微裂缝数量增加速度逐渐加快,大致呈指数增长;耦合作用下残余强度呈现先增后减的趋势,在冻融循环50次、加荷载循环30次时,残余强度达到最大值,与冻融循环单独作用下相比偏小;伴随泡沫混凝土服役年限的增加,其内部损伤逐步积累,可致使结构提前发生破坏。