混凝土高负温冻融损伤特性研究

为研究(-5±2)℃～(5±2)℃高负温冻融循环温度下混凝土盐冻融和水冻融的抗冻性,采用质量损失率、相对动弹性模量和超声波速损失率三种指标对混凝土试件在水冻、盐冻、盐浇水冻和盐浇盐冻环境下进行测试,结果表明:各类试件经历150次冻融后,评价指标值远未达到混凝土试件停止试验时的最初设计标准;盐与水冻融间的差距也要比标准冻...     

仅热交换条件下冻土未冻水含量的热力学理论

许多9关于未冻水含量与温度之间关系的经验公武,都缺乏连续介质热力学理论的证明.从引入未冻水含量作为内变量和与内变量功共轭的未冻水势出发,利用连续介质热力学理论推导出只有热交换条件下冻土未冻水含量公式,其结果与常用经验公式一致.通过对高温-高含冰量冻土未冻水含量的实验证明,该公式同样具有较好的可信度.     

基于差示扫描量热法的哈尔滨黏土未冻水含量特性

为研究哈尔滨黏土在低温条件下冻土中未冻水含量特性,通过差式扫描量热法(differential scanning calorimetry, DSC)研究了不同初始含水量的哈尔滨本地黏土、高岭土和蒙脱土在冻结过程中的未冻水含量变化,并结合微观角度的扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)实验、中观角度的液塑限实验对不同黏土颗粒土质以及哈尔滨黏土粒度进行实验研究。结果表明,温度因素对于未冻水含量变化的影响最为显著,可将未冻水含量的变化过程依据节点温度分为3个典型阶段,分别为恒定不变段、剧烈下降段和缓慢降低段。初始含水量主要影响冻结过程第二阶段,初始含水量越高,第二阶段冻结的水量越多。土质不同,其未冻水变化曲线不同。粒度分布主要影响冻结过程的第三阶段,粒径越小,等效微小孔隙越多,第三阶段未冻水含量变化相对更剧烈。可见哈尔滨黏土的冻结过程中的未冻水含量特性除了与初始含水量和温度有着密切联系,同时也受到土体的土质、粒度的影响。     

农村公路用硬化二灰土路面材料性能

为了开发适用于广大农村地区的经济型低交通量公路路面材料,采用固化剂硬化二灰土,对硬化粉煤灰混合料进行了无侧限抗压强度、水稳定性和冻稳定性等材料性能试验.结果表明,加入固化剂后,硬化二灰土路面材料的抗压性能、回弹模量、水稳定性和冻稳定性均有大幅提高,可基本满足农村低交通量公路路面的使用要求.     

基于差示扫描量热法的冻土冻融过程未冻水含量计算模型

通过差式扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)试验,研究不同初始含水率下黏土在冻融过程中未冻水含量与温度的关系,将融化和冻结过程中冻土未冻水含量的特征点作为参数,建立黏土未冻水含量与温度关系半经验模型,并分析初始含水率对参数的影响。结果表明:模型计算值与试验值吻合较好;初始含水率对黏土冻结时的过冷温度影响较小;完全融化温度随初始含水率增大略有上升;不同初始含水率的相同土质的未冻水含量在同一温度点的变化较小。     

最小二乘支持向量机在冻土未冻水含量预测中的应用研究

未冻水含量是冻土研究及热工计算中重要的物理参数,其与影响因素间具有复杂的非线性关系。本文基于最小二乘支持向量机建立了未冻水含量预测模型,该模型通过对训练样本的自学习可以建立所选输入参数与输出参数间的关联,从而对未冻水含量进行预测。预测结果表明,该模型预测值精度满足冻土研究的要求。     

土冻结过程中水热变化特性的模型试验研究

为研究正冻土水热变化特征及它们之间联系,对非饱和黏土进行单向冻结模型实验,结果表明：土在冻结温度附近降温速率最小,持续时间较长;靠近表面土降温快,较其下部土提前进入冻结,且冻结历时短;靠近顶面的测点温度曲线重合度不如其下层,可能因为受外界次要因素干扰时深层土壤受影响小;正冻土温度分布大致分为两段,冻结区线段斜率大于未冻区,随冻结时间增加,非冻结险段线段斜率会先增大后减小,最终两段线变为一段线,此时温度沿土柱高度线形分布;未冻水含量变化拐点大致在冻结锋面处,距冻结锋面越近,吸力越大,水分迁移量越大,随冻结时间的增加,非冻结区水分迁移速度变大;未冻区土水势梯度最小,正冻区及冻结区土水势梯度大小关系并不明确;未冻水含量变化与温度变化一致,未冻水含量变化分为三个阶段：缓慢下降阶段、快速下降阶段、指数下降阶段。     

季冻区春融期间融雪水对沥青路面的影响

季冻区春融期间,融雪水的作用,致使路面结构出现各种破坏,称为水损坏,本文根据吉林省典型季冻区公路特点,针对春融期间出现的问题,进行了阐述,并提出了解决意见。     

短时冻区气候下土坡浅层水热状况的数值分析

为揭示短时冻区气候下土坡浅层水热状况,利用有限差分技术编制边坡水热耦合程序,分析福建地区典型短时冻区气候下土坡浅层的冻深、冻结时间与含冰率状况以及日最低气温、辐射与平均风速对土坡浅层的冻深、冻结时间与含冰率的影响规律。结果表明:在福建典型短时冻区气候下,土坡浅层最大的冻深约为10 cm以内,浅层一般约在4:00开始冻结,含冰率峰值一般出现在表层以下;日最低气温对土坡浅层冻深、冻结时间与含冰率峰值均有明显影响;风速及太阳辐射对土坡浅层冻深与含冰率峰值影响不大,但对土坡浅层冻结时间的长短影响较大。建议短时冻区土质边坡冻融失稳分析时重点关注浅层10 cm左右的稳定性。     

基于内状态变量理论的盐渍土本构模型研究

冻结盐渍土的力学行为受盐含量,未冻水含量,围压等多种因素的综合影响.为研究冻结盐渍土的力学行为,基于内状态变量理论,提出一个考虑未冻水含量和围压的双屈服面本构模型.将未冻水含量与围压作为本征变量修正内状态变量理论,从而得到考虑了未冻水含量和围压的Helmholtz自由能.依据得到的Helmholtz自由能,考虑土体的体积变形与剪切变形机制,推导出增量型双屈服面本构模型表达式,并给出了详细的数值计算流程.最后,采用2.5%盐含量冻结盐渍土的常规三轴压缩试验,考虑围压及未冻水含量对土样特性的综合影响对模型进行验证,结果表明模型模拟曲线和试验曲线吻合良好.     

非饱和黏土冻结过程中水热变化特性模型试验研究

为研究正冻土水热变化特性,对非饱和黏土进行单向冻结模型实验。结果表明:土在冻结温度附近降温速率最小、持续时间较长;靠近上表面土层降温快,较其下层土提前进入冻结;且冻结历时短;靠近顶面的测点温度曲线重合度不如其下层,可能是受外界次要因素干扰,深层土壤受此影响较小;正冻土温度分布曲线沿深度大致分为两段,冻结区线段斜率大于未冻结区,随冻结时间增长,非冻结区线段斜率先增大后减小,最终两段折线趋近为一段斜直线,此时温度沿模型高度呈直线形分布;未冻水含量变化拐点大致在冻结锋面处,距冻结锋面越近,吸力越大,水分迁移量越大,随冻结时间的增长,非冻结区水分迁移速度变大;未冻区土水势梯度最小,正冻区及冻结区土水势梯度大小关系并不明确;未冻水含量变化与温度变化一致,未冻水含量变化分为三个阶段:缓慢下降阶段、快速下降阶段、指数下降阶段。     

不同介质冻融对高强混凝土的损伤及抗氯盐侵蚀性的影响

为研究不同介质条件对高强度混凝土冻融损伤及抗氯盐侵蚀性的影响,分别以清水和盐水为介质,对高强混凝土试块进行了快速冻融试验。并将冻融后试块置于氯盐溶液中进行浸泡试验,比较了不同介质下高强混凝土冻融损伤形态、质量损失率和饱和吸水率等方面的差异,分析了冻融对高强混凝土氯离子分布规律和氯离子扩散系数的影响。试验结果表明,盐冻条件下高强混凝土表层损伤更严重,质量损失率和饱和吸水率也均大于水冻;冻融试块的饱和吸水率曲线呈现出先水平、再下降、后回升的变化趋势;高强混凝土表层氯离子浓度和氯离子扩散系数均随着冻融次数而增加,分别与冻融次数的0.5次方和1次方呈线性关系,同时还受到冻融介质的影响;随着冻融次数的增加,盐冻时混凝土表面氯离子浓度和氯离子扩散系数的增长相比水冻分别快1.1倍和1.69倍。     

春天为什么冻人不冻水

太阳光先照在地面上,为地面所吸收,地面上的温度升高后,再由空气的传导和对流作用,将地面上的热量传给空气。所以,越是靠近地面的空气温度越高,并能使冰雪融化。冰雪在融化的过程中,增大了空气的湿度,带走人体的热量,人们也就感到很冷了,这就是春天冻人不冻水的科学道理。     

受冻环境对低温混凝土抗冻临界强度的影响

为了更好的预防低温混凝土施工冻害,保证混凝土后期工作安全性,根据冬季施工环境中温度和湿度的变化,采用一次气冻、一次水冻、多次冻结三种受冻环境,通过研究低温混凝土遭受冻害转入标准养护后抗压强度的发展,确定不同受冻环境中混凝土抵抗早期冻害所需要的抗冻临界强度以及达到抗冻临界强度所需要的预养护时间,结果表明:一次气冻中,抗冻临界强度为3.7~4.4 MPa,需要预养护时间为18~32 h;一次水冻中,抗冻临界强度为7.8~8.9 MPa,需要预养护时间为34~46 h;多次冻结中,抗冻临界强度为7.0~8.2 MPa,需要预养护时间为32~44 h。该成果得出不同环境中低温混凝土的抗冻临界强度需求,可更经济、安全指导冬季现场混凝土施工的冻害预防工作。     

黏质粉土冻胀特性及微观机理研究

基于4个不同顶板温度条件下黏质粉土的单向冻结试验,研究了冻胀敏感性黏质粉土的冻胀特性及微观机理.对冻结锋面、冻胀量和补水量随冻结时间的发展变化情况,试后试样中水分的重分布情况和不同位置的孔隙的变化情况进行了定量分析.结果表明:试样的剧烈冻结发生在试验开始后的25h以内,且冻结深度与顶板温度之间存在着线性关系.试样冻结完成后,冻胀量与补水量均与顶板温度成指数关系.电镜扫描所得的微观结构反映出试样的冻胀机理是未冻水膜在负温梯度下从未冻区向已冻区迁移后发生分凝所导致的结果,试样单向冻结增加了试样沿冻结梯度方向上的各向异性.     

聚丙烯酰胺-甲醛-酚的碱性体系

聚丙烯酰胺-甲醛-酚的碱性体系是油田用的一种堵剂。本文研究了这一体系成冻时间的影响因素,其中包括温度、反应物浓度、酚的结构和水的矿化度。此外,对这一体系的成冻过程的流变性也进行了研究。     

即食甙糖豆腐冻的制备工艺研究

即食甙糖豆腐冻以大豆为原料,甜菊甙糖作为甜味剂,采用单因素和正交实验方法,确定了豆水比,凝固剂添加量,凝固温度和甜菊甙糖添加量的最佳条件.结果得出在豆水比为1∶5,凝固剂添加量为0.30%,凝固温度为80℃时,豆腐冻具有质地最佳,弹性好,甜度适当的特点.     

高温及冻融后蒸压轻质混凝土力学性能研究

为研究蒸压轻质混凝土结构在高温-冻融耦合作用下力学性能的变化情况,将不同高温处理后的蒸压轻质混凝土试件经过冻融循环试验后进行静态力学性能试验,研究了不同温度、不同冻融方法对蒸压轻质混凝土试件抗压强度、弹性模量、应力应变关系、能量吸收的影响。试验结果表明,蒸压轻质混凝土试件经高温与冻融循环耦合作用后,随着处理温度增加,其抗压强度减小,弹性模量降低,塑性提高,应力应变曲线变平缓,峰值应力减小,峰值应变增加,能量吸收减小,盐冻冻融循环相较于水冻冻融循环对高温处理后试件的力学性能劣化影响更大,使得试件破坏所需吸收的能量更小。     

现浇生态混凝土的制备及抗冻耐久性分析

通过实验室及示范基地的一系列试验,主要考虑骨料级配、水灰比、水泥用量、添加剂的选用及掺量比例对现浇生态混凝土性能的影响,模拟工程实际情况,进行了气冻水融和水冻水融耐久性试验,分析了动弹性模量和质量随冻融循环的变化规律.在试验研究与理论分析的基础上,开发出具有护堤植生功能的透水性生态混凝土.该生态混凝土具有自然净化水质、实现植物生长(植生)并具备一定的抗冻耐久性、防波浪冲刷以及自然排水透水(护堤)等促进自然生态环境改善等突出的优点.     

黏质粉土冻胀过程中水分重分布和密度变化规律

为了探究黏质粉土冻胀过程中水分重分布和密度变化规律,通过4个不同顶板温度条件下黏质粉土的单向冻结试验,采用切层法和计算机断层扫描(CT)对试样冻结前后的分层含水率数据和分层密度数据进行了分析。结果表明:试样冻胀是由水分迁移和初始土样中的水分重分布后在已冻区和冻结缘区域发生相变后体积膨胀所控制的;试样冻胀后已冻区密度减小,未冻区密度增大,与含水率的变化规律相反。整体试样的宏观冻胀包含了已冻区的冻胀作用和未冻区的固结作用。