不同类型半刚性基层材料性能的试验与分析

采用石灰粉煤灰稳定碎石、水泥稳定碎石及水泥粉煤灰稳定碎石进行干缩试验,对比研究3种半刚性材料的累积干缩量、失水率、累积失水率和干缩系数4个性能指标;对3种半刚性材料进行温缩试验,通过温缩系数对比,分析其温缩特性;通过抗压回弹模量试验和抗弯拉回弹模量试验,对比研究了其力学特性;对3种半刚性材料进行疲劳试验和冲刷试验,对比分析其耐久性。研究结果表明：3种半刚性材料干缩性能的优劣顺序为：石灰粉煤灰稳定碎石、水泥粉煤灰稳定碎石、水泥稳定碎石;温缩性能的优劣顺序为：水泥粉煤灰稳定碎石、石灰粉煤灰稳定碎石、水泥稳定碎石;抗冲刷性能的优劣顺序为：石灰粉煤灰碎石、水泥粉煤灰稳定碎石、水泥稳定碎石;水泥粉煤灰稳定碎石的抗疲劳性能优于水泥稳定碎石。     

半刚性基层材料抗裂性评价方法

半刚性基层材料由于具有优良的路用性能而常作为沥青路面和水泥混凝土的基层，其质量好坏会直接影响道路面的质量和寿命，针对半刚性基层常出现的收缩裂缝病害，现有的评价指标有干缩系数，温缩系数，干缩抗裂系数，温缩抗裂系统，这些系数都只限于应变，没有涉及应力，提出了干缩能抗裂系数，温缩能抗裂系数，从能量的观点把应力和应主结合起来有效地评价半刚性基层材料抗裂性。     

无砟轨道的道床板混凝土抗干缩开裂性能

采用带缺口混凝土环开裂试验研究不同C30混凝土的抗干缩开裂性能。试验结果表明:在温度20℃、相对湿度55%~65%条件下,粉煤灰和膨胀剂对混凝土的抗裂性能影响不大;在温度30℃、相对湿度34%~40%的条件下,掺15%的粉煤灰对混凝土的抗裂性不利,掺30%粉煤灰或掺5%~10%的膨胀剂有利于提高混凝土的抗裂性能;在温度40℃、相对湿度20%~25%的条件下,随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的抗干缩开裂能力变差;适量掺加膨胀剂有利于提高混凝土抗干缩开裂能力,但当膨胀剂掺量过大时,混凝土的抗干缩开裂能力将变差。     

水泥乳化沥青稳定碎石基层收缩特性

由于水泥稳定碎石基层干缩、温缩较大,容易引起路面反射裂缝,提出用水泥乳化沥青复合胶浆来稳定碎石作为一种抗收缩能力较强的新型基层材料.在分析半刚性基层的收缩机理和水泥乳化沥青稳定碎石的微观结构后,进行了干缩试验和温缩试验,并利用室内试验结果计算了水泥稳定碎石和水泥乳化沥青稳定碎石两种混合料作为基层应用时的干缩应力和温缩应力.通过分析比较,水泥乳化沥青稳定碎石的干缩应力和温缩应力更小,表明其抗收缩性能更好,能较好地延缓基层开裂.     

粉煤灰对混凝土抗裂性能的影响

抗裂性能好的混凝土一般都具有较高的抗拉强度、较低的弹性模量和较小的干缩。干缩和弹强比是评价混凝土抗裂性能的两个重要指标，抗裂性能好的混凝土一般都具有较低的干缩和弹强比。本文在沪蓉西高速公路大体积混凝土试验的基础上，论述混凝土的干缩和弹强比随粉煤灰掺量的变化关系，指出混凝土的抗裂性能随粉煤灰掺量的增加而提高，并对粉煤灰提高混凝土抗裂性能机理进行探讨。     

水泥粉煤灰稳定炉渣-煤矸石混合料的收缩试验

利用炉渣、粉煤灰和煤矸石配制路面基层混合料可以有效利用工业固废,基层混合料收缩性能的优劣直接决定了其路用性能。文中选用0~4.75 mm粒径炉渣按照不同比例（0、25%、50%、75%、100%）替代同粒径的煤矸石,采用掺入3%、4%、5%和6%的水泥,设计了8组水泥粉煤灰稳定炉渣-煤矸石混合料试验,通过温缩和干缩试验,分析了炉渣替代率和水泥掺量的变化对混合料收缩性能的影响规律。结果表明：温缩应变随炉渣替代率的增大而增大,随水泥掺量的增大而减小,-10~-20℃时温缩系数较大;干缩应变随炉渣替代率的增大而减小,随水泥掺量的增大而增大;干缩应变在7 d龄期内增长速率较快,30 d龄期内的干燥收缩率占整个龄期的86.5%,30 d龄期后干缩应变逐渐趋于稳定;当水泥掺量为5%,炉渣替代率为50%~75%时,混合料的干缩系数和温缩系数均较小。     

二灰钢渣碎石路面基层材的设计与使用性能

通过实验室试验,研究了路面基层用石灰粉煤灰稳定钢渣碎石集料混合料的使用性能.试验结果及分析显示:二灰稳定钢渣碎石混合料无侧限抗压强度随钢渣质量分数增加而显著增加,掺钢渣可以减少二灰结合料的用量.钢渣碎石合成集料遇水累计膨胀率可以通过改变钢渣的掺量控制,必须在材料设计时予以考虑.钢渣可以提高二灰稳定材料间接抗拉强度与抗压回弹模量,集料中掺50%钢渣可以分别提高材料的抗拉强度与抗压回弹模量最高24%与21%,减小设计路面结构层厚度.钢渣可以减小二灰稳定材料总干缩系数,集料中掺50%钢渣可以减小材料的干缩系数最多27%,减缓路面基层由于失水导致的开裂.钢渣的存在对二灰稳定材料抗冲刷特性影响不大,材料设计时可以不必考虑.     

破碎砾石水泥稳定基层收缩性能

为研究破碎砾石水泥稳定基层的收缩性能以提高其适用性,通过逐级填充法确定配合比,探讨其抗冲刷性能和收缩性能.研究结果表明:增加水泥剂量可有效提高抗冲刷性能,干缩主要发生在早期,且失水率和干缩系数均随时间的延长而增大.2种破碎砾石水泥稳定基层(悬浮密实型和骨架密实型)的性能存在差异.对悬浮密实型,粗细集料比越大,7 d无侧限抗压强度越大;级配越粗,抗冲刷性能越强.对骨架密实型,在细集料含量不变的情况下,提高16 mm以上粗集料的含量可增强7 d无侧限抗压强度和抗冲刷性能.悬浮密实型的失水率、干缩系数、干缩应变和温缩系数均大于骨架密实型,且干缩应变变化率要高于失水率变化率.悬浮密实型的收缩性能整体上弱于骨架密实型.     

掺乳化沥青半刚性基层混合料的路用性能研究

本文介绍了在水泥稳定碎石土和水泥粉煤灰稳定碎石土两类常用半刚性基层中加入乳化沥青后的强度和收缩路用性能的变化规律。结果表明：乳化沥青使水泥稳定碎石土和水泥粉煤灰稳定碎石土的强度下降,明显降低了两种混合料的干缩系数和温缩系数,在一定掺量范围内,掺乳化沥青可以减小半刚性基层的收缩开裂,从而使强度满足规范要求。可为半刚性基层路面的防裂作为参考。     

石灰、粉煤灰、土、碎砖混合料的铺面性能试验

确定了用于铺面工程中的混合料石灰、粉煤灰、土、碎砖之间的最佳比例关系,并对其最佳含水质量分数、无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、干缩系数、温缩系数等铺面性能指标进行了测定.测定结果表明:按一定比例关系组成的石灰、粉煤灰、土、碎砖混合料可用作地下水位较低或少雨地区部分铺面工程中的基层和底基层.施工期间,应在接近最佳含水质量分数时对石灰、粉煤灰、土、碎砖混合料进行压实,并应控制施工温度和压实厚度.     

冬灌区黄土湿陷性的反复冻融效应

为了探索冻融循环对冬灌区黄土湿陷性的作用规律,结合宁夏气候和黄土区域性特点,应用封闭单向冻融法,试验研究了冬灌区黄土湿陷性的反复冻融效应。试验结果表明:冻融使黄土的湿陷性增大,冻融引起的湿陷系数增量随冻融循环次数的增加而增大,在冻融循环12次后基本达到稳定,二者间存在相关性很好的双曲线关系。在含水率为定值14.0%时,黄土湿陷系数的冻融效应随干密度的增大逐渐增大;在干密度为定值1.45 g/cm~3时,黄土湿陷系数的冻融效应随含水率的增大呈先增大后减小的趋势,最不利含水率约为22.0%。湿陷系数的冻融效应存在最不利含水率,黄土工程应尽量避免在最不利含水率下受冻,尤其是密实度大的压实黄土。     

常速率应变固结试验和常规固结试验对比分析

软黏土的固结变形特性是各类工程建筑基础设计及沉降计算的重要依据。针对连云港和淮安软黏土进行常速率应变固结试验和常规固结试验,结果表明:常速率应变固结试验能够大大缩短固结试验时间;固结屈服压力和固结系数会随着应变速率的增加而增加;当应变速率较小时,常速率应变固结试验和常规固结试验的固结屈服压力和固结系数具有较好的一致性,当应变速率较大时,由于试验过程中产生的孔隙水压力较大,常速率应变固结试验求得的试验结果比常规固结试验的偏大,因此应变速率是常速率应变固结试验的重要参数。     

砂井地基固结过程的监测与分析

采用沉降板、分层沉降仪、孔隙水压力计等仪器,对路基分层填筑过程中砂井地基的固结规律进行监测,保证了路基的安全填筑.将非线性弹性本构关系引入Biot固结理论有限元程序,把砂井地基等效为砂墙,采用中点增量法研究施工过程中地基沉降与孔隙水压力消散的规律,其计算参数由室内三轴试验确定.研究结果表明:采用非线性弹性模型计算的孔隙水压力峰值和沉降量均大于弹性模型计算值,能模拟在分级加载过程中砂井地基的沉降和孔隙水压力消散的规律;泊松比对非线性模型的孔压变化趋势影响不大,但沉降量随泊松比的增大而减小;只有当渗透系数发生数量级改变时,才引起孔压的明显变化.     

径向围压条件下的砂粒流失特性试验

针对径向围压条件下砂粒流失问题,通过自行研制的三轴砂粒流失试验装置,研究压实系数、水力梯度和破损口直径对砂粒流失机理和渗透性演化规律的影响.试验结果表明:在不同压实系数、水力梯度和破损口直径条件下,砂粒流失均可分为无流失阶段、快速流失阶段及稳定流失阶段;在高压实系数条件下,流水体积均可分为缓慢发展阶段与快速发展阶段,并且存在短暂堵塞阶段,而在低压实系数条件下,流水体积基本不存在缓慢发展阶段和短暂堵塞阶段;砂粒累计流失率基本上随压实系数的增大而减小,随水力梯度的增大而增大,但随着破损口直径增大,压实系数对砂粒流失的影响减小,同时,随着压实系数增大,水力梯度对砂粒累计流失率的影响减小.     

均匀风场中高层建筑平均风力的阻塞效应

以联邦航空咨询委员会协调人会议(CAARC)高层建筑标准模型为例,在同济大学TJ-2建筑风洞中进行了矩形单体高层建筑的阻塞效应试验研究.对阻塞度为4.1%、6.1%、8.4%、10.1%的建筑刚性模型在均匀风场中进行了测压试验.主要研究了阻塞效应对模型平均风力特性的影响.研究结果表明:在均匀来流中,建筑各层的平均阻力系数随着阻塞度的增加而增大,但阻力系数沿高度的分布规律没有显著变化;顺风向平均基底弯矩系数随着阻塞度的增大显著增大.最后,基于试验结果提出了平均阻力系数和顺风向平均基底弯矩系数的阻塞效应修正公式.     

含裂隙红黏土土水特征与强度特性研究

红黏土边坡在干湿循环作用下极易产生裂隙,裂隙发育将对土体水力学特性及强度造成不利影响,从而降低边坡稳定性。以长沙红黏土为研究对象,制备具有不同裂隙数量的红黏土试样,开展了渗透试验、土水特征曲线试验和直剪试验,揭示了红黏土饱和渗透系数、土水特征曲线和抗剪强度指标随裂隙数量和干密度的演化规律,建立了相应函数表达式。结果表明：红黏土渗透系数量级为10^-5～10^-7 m/s,饱和渗透系数随干密度的增加而减小,随裂隙数量的增加呈指数型增长,裂隙增加5条,饱和渗透系数提高66.4倍;干密度低和裂隙数量多的试样饱和体积含水率更高,脱湿过程中体积含水率随基质吸力降低速率更快,残余含水率更低,持水能力更差;红黏土抗剪强度指标与干密度呈正比,与裂隙数量呈反比,当干密度增加0.28 g/cm³,黏聚力和内摩擦角分别提高2.35倍和0.94倍,而当裂隙增加5条,黏聚力和内摩擦角分别降低57.09%和49.59%。     

不同等级魔芋种芋贮藏期失水相关性及出苗率的研究

对不同等级魔芋种芋贮藏期失水率相关性及出苗率进行研究,结果表明:10 g以下、25 g左右、75 g左右、150 g左右的种芋贮藏期失水率分别为:38.40%、35.12%、24.72%、21.99%,失水相关性方程分别为:y=-0.759x+31094(R2=0.9783),y=-0.7717x+31630(R2=0.979),y=-0.5516x+22724(R2=0.9761),y=-0.3809x+15732(R2=0.984),出苗率分别为:87.43%、93.33%、100.00%、100.00%.同时发现,平均质量3.33 g处理的小种子贮藏期内易失水过多而干枯死,枯死率5.77%.     

陶瓷泡沫填料逆流直接蒸发冷却热质传递特性的实验研究

采用30 PPI的氧化铝(Al2O3)陶瓷泡沫块作为蒸发冷却器填料,在人工环境舱中进行了逆流直接蒸发冷却实验.着重研究了填料厚度、进口空气的干球温度、湿球温度以及空气流量对填料热质传递性能的影响.选用冷却效率和加湿量分别作为热传递和质传递性能的评价指标.实验结果表明,以氧化铝陶瓷泡沫为填料的直接蒸发冷却器,冷却效率最高可以达到0.88,出口空气的含湿量最大可以增加3.15 g/kg.当进口干球温度、进口湿球温度升高以及空气流量增大时,陶瓷泡沫的冷却效率都呈下降趋势.加湿量随着进口干球温度的升高而增加,但是随着进口湿球温度升高和空气流量增大而减少.在相同实验条件下,2层陶瓷泡沫的冷却效率、加湿量都高于1层的冷却效率和加湿量.