青藏高寒区基于真实环境冻融作用的沥青混合料冻融疲劳破坏表征

为了定量表征真实环境冻融作用对沥青混合料疲劳性能影响,通过对青藏高寒区6个典型区域历年冻融作用统计分析,借鉴“积温”相关概念,提出冻融强度量化方法;结合室内冻融循环试验,利用Logistic模型对沥青混合料抗压性能随冻融作用损失率进行回归;提出沥青混合料冻融疲劳破坏概念,量化了青藏高寒区真实环境冻融作用下沥青混合料冻融疲劳破坏寿命。研究结果表明：青藏高寒区平均每年发生冻融作用超过140次,强冻融超过80次;利用冻融温度曲线积分面积可以较好地量化真实环境冻融作用强度;损失率模型与Logistic模型分别可以用来评价沥青混合料抗压性能衰减趋势与损失率变化趋势;利用冻融疲劳破坏可以将室内冻融试验下冻融疲劳破坏作用次数转换为真实环境中不同冻融强度下冻融作用次数,并得到了青藏高寒区6个典型区域不同冻融强度下的冻融疲劳破坏寿命;在自然冻融作用下沥青路面运营不超过5年(只考虑强冻融)将发生冻融疲劳破坏。     

有机飞机除冰液作用下普通混凝土的抗冻性微观机理分析

结合现有的冻融破坏理论,研究了以乙二醇为主要成份的飞机除冰液作用下普通混凝土冻融损伤失效规律与特点.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和X射线能量色散谱仪,进行试件冻融后的物相组成、微观结构变化以及微区元素分析.实验结果表明:低质量分数乙二醇对混凝土抗冻剥蚀性比水严重,高质量分数乙二醇对混凝土的冻融破坏比水轻微.飞机除冰液质量分数越低,对混凝土的冻融破坏作用越严重;低质量分数乙二醇对普通混凝土的冻融破坏以表面剥落破坏为主,质量损失首先达到破坏标准.高质量分数乙二醇对普通混凝土的冻融破坏以相对动弹性模量首先达到破坏标准,主要表现为端部的严重冻疏.在乙二醇飞机除冰液冻融过程中普通混凝土内没有新物质生成,水化硅酸钙凝胶与氢氧化钙晶体未发生变化.普通混凝土在乙二醇飞机除冰液中的冻融破坏机理与水中一样,以结冰压破坏为主.     

浅析混凝土冻融破坏机理及防治对策

混凝土冻融破坏是我国北方高寒地区混凝土结构产生的主要病害。通过对混凝土冻融过程中破坏机理分析,在此基础上提出了混凝土冻融破坏防治对策,并结合耐久性规范对冻融混凝土结构耐久性设计进行了归纳和总结。     

冻融损伤砂岩的能量演化及分段本构模型

为研究冻融砂岩受载过程中的损伤劣化规律,首先,对冻融0,25,50,75和100次的砂岩进行单轴压缩试验,获得不同冻融循环后损伤砂岩的应力-应变关系以及破坏模式;其次,基于能量演化及能量分配规律,分析不同冻融次数砂岩的损伤特性;最后,提出利用耗散能变化规律确定应力-应变曲线分段压密点的方法,建立冻融砂岩的分段损伤本构模型。研究结果表明：砂岩的强度和弹性模量随冻融次数增加而降低,砂岩的破坏模式逐渐由剪切破坏为主向张剪复合破坏转变;破坏后的裂纹数量逐渐增多,破坏表现为由脆性逐渐向延性破坏过渡;峰值应力处的总能量、弹性能、耗散能均随冻融次数增加,表现出“减小—增加—减小”三段式变化规律;弹性能耗比(耗散能与弹性能的比值)的最小值K_min是判断砂岩从稳定状态转向非稳定状态的重要标志,是冻融砂岩破裂前的预兆指标。基于冻融和受荷损伤因子,建立了考虑压密段的分段损伤本构模型,能够更合理地描述冻融损伤砂岩的变形破坏过程。     

水工混凝土建筑物冻融破坏的防治技术研究

冻融破坏是寒冷地区或者高海拔地区混凝土建筑物常见的一种冻害形式,也是施工混凝土建筑物的一种老化特征和主要病害之一、严重的陈融破坏、将威胁水工建筑物的正常运行.本文首先分析了混凝土冻融破坏的原因与特征,然后详细对混凝土建筑物冻融破坏的防治技术进行了探讨.     

混凝土冻融破坏的原因及防治措施

混凝土冻融破坏在我国北方地区非常普遍。大、中、小型水工混凝土工程都存在不同程度的混凝土的冻融剥蚀破坏。除此外,混凝土冻融剥蚀的情况在我国北方的桥涵建筑物老化病害的主要问题之一。     

冻融作用下聚氨酯透水混合料性能衰减规律

为研究冻融作用对聚氨酯透水混合料（PUPM）性能的影响,通关相应宏观试验对PUPM冻融损伤特性进行多尺度表征。首先测定PUPM质量损失率、吸水率、劈裂强度随冻融次数变化的衰减规律;在不同冻融阶段进行拉拔试验,分析冻融过程中界面抗拉强度的衰减规律及界面破坏形态的变化。试验结果表明,冻融过程中,相比于OGFC ,PUPM质量损失率较大;PUPM吸水率先增大后减小,之后趋于平缓; PUPM的劈裂强度与胶石界面抗拉强度前期衰减较快,后期衰减减缓;冻融初期,胶石界面从粘聚破坏转变为粘附破坏,水的侵蚀是造成界面损伤的重要原因。     

水工建筑物混凝土的冻融破坏及防治浅析

通过对混凝土的冻融破坏机理及影响因素分析,提出了水工建筑物混凝土冻融破坏的防治措施,原则上应为防重于治,以达到或延长工程的使用寿命.     

冻融循环后大理岩单轴压缩破坏特性及规律研究

为研究大冶铁矿高边坡广泛分布的大理岩在冻融循环后单轴压缩破坏特性及规律,对岩样进行不同冻融次数和不同冻融温度下的冻融试验后,再进行单轴压缩试验。对比分析其单轴压缩应力-应变曲线及破裂面宏观形态,结果表明:经历冻融循环后的大理岩岩样,随冻融次数的增加和冻融温度的降低,岩样内部损伤趋重,弹性变形减弱而塑性增强;破裂面由张破裂向剪破裂转变,由多断面破裂转变为单一断面破裂;破坏模式由轴向劈裂拉伸破坏模式向轴向拉剪破坏模式逐渐过渡。     

冻融裂隙砂岩三轴压缩破坏特征宏细观试验研究

裂隙岩体在冻融作用影响下在其内部产生损伤,为研究不同裂隙砂岩冻融作用下的力学特性、破坏模式及细观孔隙结构,采用三轴压缩试验和核磁共振试验开展冻融裂隙砂岩三轴压缩的宏细观损伤破坏规律的研究。结果表明：冻融后砂岩的峰值强度、弹性模量降低,泊松比呈倒“V”形,峰值强度随着裂隙倾角的增大呈现出逐步递减的趋势,裂隙倾角为90°时为最不利情况;破坏后岩样内部中孔升高,大孔大幅提升,宏观上表现为砂岩在三轴压缩过程中出现明显裂缝,且裂隙砂岩在冻融作用后的破坏模式趋于复杂;核磁共振谱面积随裂隙倾角的增大而增大,破坏后谱面积进一步增大,T₂谱出现新的第三峰,大孔隙占比增大。冻融作用下寒区裂隙岩体的宏细观破坏规律的研究对寒区岩体工程稳定性评价具有重要意义。     

乌市头区地基冻害与土体粒度成分相关分析

在乌市头屯河区二号台地某工程现场勘察发现,粉细砂、粉土、黏土分布区冻融现象明显。对场地土体取样进行颗粒分析试验,进一步研究土体粒度成分与冻融特征之间的关系,研究表明:细粒含量越高则发生冻融破坏的可能性越大,粒径为0.1～2mm的粒组含量控制冻融程度,粒径为0.5～1mm是导致冻胀、融沉破坏的主要粒组。弱胶结含砾粉土、含细砾砂土粒径小于1mm的粒组含量大于35%,冻胀、融沉破坏现象明显;含粉砂砾石、强风化泥质砂岩因粗砂及细砾含量高,冻融破坏现象就相对较弱。     

混凝土冻融破坏分析及剩余寿命预测

基于断裂力学理论,结合热力学原理,分析了混凝土冻融破坏的原理,并基于Paris公式,在冻融破坏等效的基础上,推导出了混凝土经冻融循环作用后剩余寿命预测公式,以期为广大研究者提供借鉴.     

冻融循环条件下沥青混合料强度衰减的评价方法

对沥青混合料在不同冻融循环条件下的破坏机理及其强度衰减评价方法进行研究.通过比较不同温度、不同频率及不同冻融循环条件下沥青混合料动态模量及其损伤变量的变化规律,探讨沥青路面冻融破坏机理,并确定冻融循环条件下其强度衰减的评价方法及指标.研究结果表明:当温度在5～15℃之间时,沥青混合料的动态模量迅速变化,温度继续升高之后趋于稳定;比较直接冻融、饱水加载后冻融和加载冻融同时作用3种不同冻融循环试验方法,以加载冻融同时作用的条件最为苛刻;确定在25℃和10 Hz下,进行900 N边加载边冻融试验作为沥青混合料强度衰减评价方法,损伤变量达到10%时作为沥青混合料的损伤破坏评价指标.     

弯曲荷载与盐溶液复合作用下混凝土冻融损伤

依据损伤力学的理论与方法建立了冻融损伤变量,采用超声波法进行混凝土冻融损伤的测试,选取弹簧加载系统对试件施加弯曲荷载,系统试验研究了混凝土在弯曲荷载、硫酸盐、氯盐复合因素作用下的冻融损伤规律和特点.结果表明:弯曲荷载不仅加剧混凝土冻融损伤,而且改变了混凝土的破坏形式,表现出突然的脆性破坏特征;3.5%氯盐溶液、5.0%硫酸盐溶液和3.5%氯盐 5.0%硫酸盐复合溶液均减缓混凝土冻融损伤.     

冻融对粉砂土力学性能影响的试验研究

为了解深季节性冻土区粉砂土在反复冻融条件下的力学性能,对不同冻融次数、压实系数、含水量、围压下粉砂土的静力特性进行了试验研究.试验结果表明:经历多次冻融后,粉砂土的应力-应变关系呈现加工硬化型,其破坏形式以塑性破坏为主;冻融作用对粉砂土极限强度和弹性模量的影响尤为明显,且经历20次冻融后,粉砂土的力学指标趋于稳定;粉砂土的极限强度与含水量呈负相关性,与围压和压实系数呈现正相关性;粉砂土的黏聚力随冻融次数的增加而降低.     

冻融循环作用下土体特性研究进展

中国具有广大的季节性冻土地区,研究冻融循环作用下土体的物理力学特性,对需满足一定强度及稳定性要求的寒区工程建设与防护具有十分重要的指导意义。冻融循环试验是研究土体冻融特性的基础性试验,主要涉及冻融温度、冻融时长及冻融次数3个试验指标的选择,但目前相关学者的研究对此并未给出相对统一的参考依据,给试验方案的确定及试验结果的相互对照造成不便。对目前土体冻融破坏新进展进行了全面综述,分析并介绍了国内外冻融试验方案的确定思路,提出建议性方案;并论述了冻融温度、冻融次数、含水率、塑性指数等对土体冻融破坏的影响及冻融循环作用下土体物理力学性能的研究进展;最后,提出了目前关于土体在冻融损伤机理及本构模型等方面存在的不足及展望。     

基于SMP准则的冻融受荷岩石损伤软化模型

运用损伤理论研究岩石的本构关系一直是岩石力学的热点问题。为进一步深入研究岩石的本构关系,本文根据现有损伤理论,基于SMP破坏准则,采用双参数Weibull统计损伤分布描述岩石微元体的破坏,定量分析了冻融受荷岩石损伤软化规律,构建了冻融受荷岩石统计损伤软化模型,并运用峰值点的偏导数方法确定其参数,最后引用前人相关力学试验数据对模型的合理性进行验证。研究表明：所建的预测模型曲线可以表征岩石的损伤变形,验证了冻融受荷岩石损伤软化过程的一般规律;运用SMP准则可以对冻融-荷载作用下岩石变形特性进行刻画,为冻融荷载作用下岩石变形破坏机制提供了思路。     

冻融作用对纤维混凝土韧性和渗水性影响

为探究冻融作用对聚丙烯纤维混凝土韧性和渗水性能的影响,通过EFNARC方板试验和混凝土抗渗等级试验,分析了冻融前后纤维混凝土两种性能的变化规律,试验结果表明:混凝土中掺入聚丙烯纤维能有效的提高变形过程中的能量吸收能力,从而提高混凝土的韧性,并使得原本的脆性破坏形式转换成有征兆的延性破坏形式;纤维掺入量对冻融后混凝土的韧性有不同影响,掺入量在30 kg/m~3以上的纤维混凝土受冻融作用影响较小;冻融作用会降低混凝土的抗渗能力,聚丙烯纤维混凝土在冻融前后均比素混凝土有较好的抗渗能力.     

浅析石河子灌区水工建筑物损坏原因及防治措施

石河子灌区水工建筑物大多数为混凝土建造,通过对石河子灌区部分水工建筑混凝土碳化、冻融破坏影响因素的分析,总结了治理经验,采取了水工建筑物混凝土碳化、冻融破坏的预防及治理措施,以达到保证施工质量、延长水工建筑物使用寿命的目的。     

浮石混凝土风沙吹蚀与冻融耦合的破坏机理研究

以内蒙古天然浮石作为粗骨料,配置3种强度的浮石混凝土.利用气流携沙法和快冻法研究浮石混凝土在风沙吹蚀与冻融耦合破坏中的耐久性,分析质量损失及相对动弹性模量的变化规律,并进行核磁共振测试,探究破坏机理.结果表明,风沙吹蚀与冻融耦合破坏相比单一因素破坏更为严重;风沙吹蚀起到"催化"作用,破坏混凝土表面水泥砂浆层,加快了冻融破坏;相对动弹模量比质量损失率更为敏感,更能表现混凝土的破坏程度;核磁共振表明水灰比越大,混凝土内部有害的大孔越多,自由流体饱和度可作为评判浮石混凝土耐久性的一个指标;北方寒带风沙区的建筑物的重要结构,应增防风沙设施,才能更好延长使用寿命.