冻融环境下地聚物混凝土和螺纹钢筋黏结性能的研究

寒冷地区临海、盐碱土壤或冰盐环境中的混凝土结构因遭氯离子腐蚀和冻融循环的共同作用使得钢筋与混凝土间的黏结性能劣化，甚至会导致构件过早失效。为了分析在冻融循环和氯离子腐蚀耦合作用下地聚物混凝土与螺纹钢筋间黏结性能的变化规律，通过拉拔试验研究了地聚物混凝土与螺纹钢筋在此环境下的黏结性能，分析了保护层厚度（40 mm、60 mm、67 mm）、盐溶液浓度（0 %、5 %、10 %）和冻融次数（0次、15次、30次、50次）对极限黏结强度及黏结—滑移曲线的影响。结果表明：盐冻循环和水冻循环试件与未冻融试件破坏模式相同，均为劈裂破坏；但与未冻融的试件相比，极限黏结强度总体上降低，经过50次冻融循环后，盐冻和水冻试件的极限黏结强度为未冻融试件的56 %~67 %和80 %左右；最后，基于试验数据，提出考虑冻融次数和盐溶液浓度影响作用下地聚物混凝土劈裂抗拉强度以及极限黏结强度的拟合公式，以期为混凝土结构的工程应用提供理论参考。     

乡村住宅耐久性的敏感性分析方法

为满足乡村住宅向生态宜居长寿化的方向发展，乡村住宅的耐久性需要给予足够的重视。针对指标参数对乡村住宅耐久性的影响分析，基于可拓学提出了乡村住宅耐久性的评价模型与敏感性分析方法。该方法以关联度计算得到的乡村住宅耐久性评价级别和级别变量特征值为依据，分析单体乡村住宅和区域乡村住宅耐久性的敏感性指标。该方法可以依据敏感性分析对象和内容，选择不同的指标体系，且适用于单体和群体住宅耐久性的敏感性分析。最后将该敏感性分析方法应用于乡村住宅耐久性评价，阐明了该敏感性分析方法的分析过程，并给出了我国乡村住宅耐久性分布的初步规律。     

环境因素对大豆球蛋白-大豆皂苷复合乳液稳定性的影响

大豆球蛋白是一种优质植物蛋白,而大豆皂苷则是一种天然两亲性小分子活性物质,二者均可单独作为界面稳定剂制备水包油乳液,但在部分环境因素的影响下乳液的稳定性较差。将大豆球蛋白与大豆皂苷混合后作为乳化剂制备复合乳液,研究了典型环境因素(酸、温度、冻融)对大豆球蛋白-大豆皂苷复合乳液稳定性的影响。采用多重光散射技术对热(90、120℃)、酸化(pH值为2.0、3.0、4.5)处理乳液的整体稳定性进行了测定,并对热、酸化及冻融处理后乳液的粒径分布、粒径大小及絮凝率进行了表征。实验结果表明:复合乳液经热处理后稳定性有所降低,但添加质量分数为0.05%~0.50%的大豆皂苷的复合乳液稳定性仍好于由大豆球蛋白单独稳定的乳液；pH值为4.5时复合乳液稳定性较差,出现了较为严重的分层现象,进一步降低pH值至2.0后乳液稳定性好转,各组乳液24h时的稳定性动力学指数降至8.5以内,酸化处理显著影响了乳液的稳定性；此外,添加0.05%~0.50%的大豆皂苷亦能降低冻融处理后复合乳液的絮凝率。研究结果表明,添加少量大豆皂苷能够提高大豆球蛋白乳液在热和酸化处理后的稳定性,但没有明显改善冻融处理后乳液的失稳现象。     

煤渣改良路基填料冻融力学行为的机理分析

为研究冻融循环作用对煤渣改良路基填料的力学性能影响,揭示其作用机理,对红黏土试样开展了冻融循环试验和固结不排水三轴压缩试验,并对试验后的试样进行电子显微镜扫描以及微观结构定量分析。研究表明:掺入煤渣能够有效改良路基填料力学性能,改良效果与煤渣掺量呈正相关,应力应变曲线表现出硬化性;随着冻融次数的增加,改良路基填料应力-应变曲线仍为应变硬化型,但其破坏应力显著地衰减,土体颗粒间的黏结作用减弱,成型的块体减少,裂隙发育快,孔隙增大增多,接触形式由面-面接触逐渐过渡为边-面接触,最后发展为边-边或点-面接触,此外不论是总的孔隙面积、周长,还是最大的孔隙面积、周长、平面孔隙度都增大。     

冻融循环条件下粗粒料变形特性试验研究

为揭示粗粒料在冻融环境与复杂应力条件下的变形特性，采用大型三轴压缩试验与蠕变试验研究了粗粒料在不同冻融循环次数、围压与应力水平下的变形特性与蠕变特性。试验结果表明，未冻融粗粒料的应力-应变曲线为应变硬化型曲线，在试验围压100～600 kPa范围内粗粒料剪切过程中均表现为剪胀性；冻融循环后初始弹性模量与破坏应力均呈下降趋势，200 kPa围压时，初始弹性模量降低20%,破坏应力降低37%,600 kPa围压时，初始弹性模量降低5%,破坏应力降低25%;冻融循环后粗粒料轴向蠕变应变随时间的发展为衰减型蠕变规律，轴向蠕变应变随冻融循环次数和应力水平的增大而逐渐增大，8次冻融循环后轴向蠕变应变明显增大；应力水平影响下的粗粒料蠕变时间曲线可采用指数函数形式表达。     

冻融条件下相变沥青混合料的低温抗裂及调温性能

为研究DTC相变材料对温拌沥青混合料的低温抗裂性影响规律及其低温调温性能，进行了低温劈裂试验、约束试件温度应力试验、核磁共振技术、差示扫描量热法，并实测了试验路段面层温度。结果表明：DTC相变材料在升降温过程中均能很好地实现吸热放热，通过焓值对比发现其在降温过程中的调温效果更加明显；根据试验路段现场测温可知，相变沥青路面比普通沥青路面高6℃左右，降温开始时间延迟了60min左右。而随着DTC掺量的增大，相变沥青混合料的劈裂强度降低，冻断温度和转折点温度升高，孔隙率增大，这都降低了沥青混合料的低温抗裂性。相关性分析表明，孔隙度与低温劈裂强度、冻断温度和转折点温度的相关系数都在0.97以上，各指标紧密关联。可见，将DTC相变材料掺入沥青混合料能够有效提升沥青路面内部的温度，但会对沥青路面的抗裂性能造成一定的负面影响。同时，采用冻断温度和转折点温度的Logistic曲线拟合，在DTC掺量为3‰时得到拐点。因此，当DTC掺量为3‰时，沥青混合料的强度既能保证规范要求，又能表现出稳定的调温性能。     

冻融循环-动水冲刷对间断级配沥青混合料特性参数影响

沥青路面在水、温和荷载长期作用下服役寿命明显降低.为探寻沥青混合料路用性能衰减规律,本文自主研发了沥青混合料动水冲刷模拟试验装置,对沥青混合料马歇尔试件开展多次冻融循环-动水冲刷循环作用,分析了沥青混合料特性参数变化规律,结合CT切片扫描,探寻了沥青混合料内部结构变化规律.结果表明:在冻融循环-动水冲刷循环前期,各特性参数都呈现出较快的增长或衰减;在外加动力水压作用下,沥青混合料内部吸水量会逐渐增加至饱水状态,沥青混合料试件内部的微开口孔隙会发生结构与形态的变化;经12次冻融循环-动水冲刷循环,沥青混合料的劈裂强度降幅高达65.44%.研究结果为深入了解沥青路面水损害机理提供了理论基础.     

冻融循环条件下寒区隧道长期稳定性

为明确温度变化对寒区隧道长期稳定性的影响，以某寒区隧道工程为研究对象建立了水热力耦合模型，研究了未来50年隧道温度场、应力场和变形场的时变特征和规律。在此基础上，采用响应面法计算分析了该隧道的可靠性。结果表明：第50年隧道围岩冻融范围将达到1.1m，比建设初期增大了1倍；隧道拱顶处压应力和底板处拉应力逐年上升，且在冻融循环中随着水分迁移，隧道底板发生底鼓灾害的风险较大；隧道可靠性指标随时间的增长呈逐渐下降趋势，第50年该隧道的失效概率为5.69%，可靠性指标为1.9723。     

冻融循环对加筋土结构性能影响的研究进展

加筋土结构因其具有因地制宜、性能优越和节能减碳等优点而在全球广泛应用。但在季节性冻土地区建造的加筋土结构在全生命周期内会经历多次冻融循环，而冻融循环对加筋土结构性能影响的研究尚不充分。基于已有研究，总结了冻融循环对加筋材料、回填土及加筋土单元体的影响，从室内试验、现场监测以及数值模拟三个方面并结合实际案例总结了加筋土结构在冻融循环作用下性能变化规律，指出了现有研究在冻融循环对加筋土结构的作用机理和评价指标等方面的不足，并展望了在冻融循环影响加筋土结构研究领域未来的发展方向，为加筋土结构的设计及长期稳定性分析提供支撑。     

硫酸钠-干湿-冻融共同作用对水泥土性能的影响

为解决宁夏水泥土受到盐类侵蚀和干湿-冻融循环作用性能劣化的问题，以宁夏同心水泥黄土为研究对象，试验设置不同压实度和水泥掺量，考虑盐浓度作用，并结合宁夏地区干湿性、季冻性等区域性特点对水泥土进行不同浓度溶液浸泡下的干湿-冻融循环试验，探究多重因素影响下试样外观、质量、波速、强度、电阻率、含盐量等变化情况。结果表明：压实度和水泥掺量越大，试样的质量、波速、强度也越大。随着干湿-冻融循环次数增加，水泥土试样在硫酸钠作用下均表现电阻率下降，含盐量上升，质量先增后减、表面脱落受损，峰值强度和残余强度指数下降、波速下降。硫酸钠劣化作用随着浓度升高而增强。