冻融循环下云母石英片岩三轴力学特性与强度预测模型

为探究云母石英片岩物理力学特性受冻融循环作用的影响,对饱水云母石英片岩开展了0、25、50、75、100次冻融循环试验,并对试样分别进行了4级围压下的常规三轴压缩试验,研究了其动弹性参数、三轴压缩破坏形式及三轴抗压强度的变化规律,取得如下成果:①随着冻融循环次数的增加,三轴抗压强度、动弹性模量、动剪切模量及动体积模量呈指数衰减,黏聚力及内摩擦角则呈线性衰减趋势;②随着冻融循环的进行,围压对试样强度的增大作用逐渐削弱,冻融循环对试样强度的劣化作用逐渐凸显;③冻融作用使云母石英片岩三轴压缩破坏形态由张拉破坏逐步演化为顺片理剪切破坏;④基于Jaeger破坏准则建立了一种以冻融循环次数、片理面倾角及围压为控制参数的斜交片理云母石英片岩三轴抗压强度预测模型,预测结果与实测数据具有较好的一致性。研究成果可为研究云母石英片岩冻融损伤劣化规律提供参考。     

共聚型聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂的研制

利用醋酸乙烯酯与两种烯类单体共聚,研制出防冻性、耐水性较好的环保型聚醋酸乙烯乳液胶粘剂,并通过研究发现聚醋酸乙烯乳液组成(聚乙烯醇、共聚单体以及乳化剂等)均对乳液性能产生影响。     

冷冻面条的品质改良研究

研究了几种常用的胶体和乳化剂对经过一定冻融循环的冷冻面条的品质影响.结果表明:胶体中,聚丙烯酸钠和黄原胶效果最好,可以有效提高冷冻面条的剪切力和拉伸距离;乳化剂中,蔗糖酯和DMG4效果较明显,可以明显增大冷冻面条的拉伸距离,有效提高冷冻面条的延展性.     

纤维增强高性能混凝土在西部盐湖中的抗冻性

采用普通水和我国西部4种典型盐湖卤水为冻融介质,用快冻法研究了钢纤维与高强高模聚乙烯纤维对高性能混凝土抗冻性的影响,探讨了纤维增强对高性能混凝土抗冻性的作用机理.结果表明,在水中冻融时,钢纤维的阻裂作用限制了冻融时混凝土内部裂纹的引发与扩展,在一定程度上提高了高性能混凝土的抗冻性;高强高模聚乙烯纤维因其存在表面微裂纹,对高性能混凝土的抗冻性具有明显的不利影响.阐述了西藏、内蒙古、新疆和青海盐湖卤水中冻融时,纤维增强高性能混凝土内部不能形成足以导致结构破坏的盐结晶压,具有很高的抗卤水冻蚀性.因此,在我国西部盐湖地区,纤维增强高性能混凝土属于高耐久性的混凝土,适用于不同类型的盐湖环境.     

水泥稳定砂砾基层冰冻耐久性试验分析

针对黑龙江省寒冷的气候特点,通过室内试验(利用低温实验室模拟自然环境进行冻融循环试验),分析比较不同级配的水泥稳定砂砾冰冻作用后强度衰减规律,获得抵抗冻融破坏作用的级配范围及最优配合比,为冻融循环作用下的基层设计提供有一定可靠度的基层强度设计值,保证基层在使用周期内具有一定的冰冻耐久性,从而可以提高道路使用质量和延长道路使用寿命,降低维修养护费用。     

基于数字图像处理的冻融页岩温度场的数值分析方法

利用数字图像处理技术与有限元软件ANSYS相结合的方法对冻融岩石CT图像进行处理,获得岩石细观结构图像,分析冻融岩石的温度场分布规律。结果表明,数字图像处理技术可以准确地描述岩石损伤的空间分布,最大限度地挖掘利用岩石CT图像所隐含的信息。岩石细观结构图像与有限元法的结合可实现考虑岩石细观介质及其空间分布的冻融温度场的有限元模拟,岩石的细观结构决定了冻融岩石温度场的分布规律,其对岩石冻融损伤破坏过程有重要影响。提出的冻融岩石温度场研究方法可从细观尺度探索寒区岩石工程冻害产生的原因,为解决寒区岩石工程冻胀、融沉问题提供新的方法。     

基于核磁共振技术的岩石孔隙结构冻融损伤试验研究

 为研究岩石在冻融循环作用下的孔隙结构损伤特性,选取寒区花岗岩为岩样,在冻结温度为－40 ℃,融解温度为20 ℃条件下,分别进行3轮冻融循环试验,并对每轮冻融循环后的岩样进行核磁共振(NMR)测量,得到同一块岩样不同冻融循环次数后的孔隙度、横向弛豫时间T2分布及核磁共振图像(NMRI)。结果表明：花岗岩的T2分布主要为3个峰,随着冻融循环次数的增多,岩石的孔隙度、核磁共振T2谱分布和T2谱面积均会增大,但每个岩样的增大幅度均不同,反映出冻融循环作用下岩石中孔隙的发育和扩展特性;核磁共振图像显示同一块岩样在不同冻融循环次数后的内部微观结构分布,动态地显示岩石的冻融损伤过程。冻融循环条件下岩石核磁共振特征为岩石冻融损伤机制研究提供可靠的试验数据。     

冻融与疲劳荷载交替作用下预应力混凝土梁损伤研究

通过12根预应力混凝土梁的冻融和疲劳交替试验,探索疲劳荷载上限、混凝土强度等级、预应力度及冻融疲劳交替次数比对试件外观形态、疲劳加载时的挠度及混凝土动弹性模量变化规律的影响;利用极差分析方法研究预应力度、疲劳荷载上限和冻融疲劳交替次数比对动弹性模量衰减速率的影响。试验结果表明,施加预应力和提高混凝土强度可以有效改善试件的抗冻性能;冻融作用增大了疲劳加载时试件的挠度增加率,促进了试件刚度的衰减;疲劳荷载上限始终是影响动弹性模量衰减的控制因素,随着试验的进行预应力度和冻融疲劳交替次数比对试件动弹模量的影响逐渐增加。     

酸侵蚀区白砂岩冻融损伤的影响因素研究

通过循环冻融试验,探究酸侵蚀地区白砂岩冻融损伤的影响因素。研究对三组白砂岩分别作不浸泡、水浸泡、酸浸泡的处理后进行不同次数的冻融循环,再进行单轴压缩试验。并从纵波波速、峰值应力、应力-应变曲线、相对杨氏模量、损伤变量等方面分析不同处理方式的影响。研究表明:水的浸泡是白砂岩冻融损伤的主要原因,酸侵蚀能在一定程度上加快白砂岩的冻融损伤,但本实验中影响不大。研究成果对寒区及酸侵蚀区的建设及工程具有一定的参考价值。     

防冻剂对掺减水剂煤矸石混凝土抗冻性能研究

为探究防冻剂对掺减水剂自燃煤矸石混凝土的抗冻工作性能影响,考虑不同掺量4种防冻剂、不同掺量减水剂和不同冻融介质等因素进行坍落度与冻融试验,分析其坍落度和抗冻融破坏等情况.结果表明:通过拟合分析出防冻剂与减水剂对煤矸石混凝土拌合物坍落度影响为二次函数关系,掺无机盐防冻剂对其减水剂作用无显著影响,乙二醇对掺减水剂混凝土坍落度有负作用;随无机盐防冻剂掺量增加,劣化煤矸石混凝土抗冻性能显著性逐渐增强,但硝酸钙劣化程度较轻.乙二醇在较低掺量0～1.0％范围,使其抗冻融破坏能力得到提升,提升空间为10％～30％;无机盐防冻剂对其盐冻融剥蚀性能随掺量增加而降低,小掺量乙二醇增强其抗盐冻性能,其抗剥蚀能力显著性表现为乙二醇＞硝酸钙＞氯化钙＞亚硝酸钙.