高寒地区冻融混凝土配合比设计及施工过程控制

针对高原寒冷地区混凝土冻融问题,从配合比入手,探讨了如何利用掺入外加剂改善混凝土抗冻耐久性,并通过增加一些施工过程控制措施提高混凝土抗冻性。     

混凝土耐久性问题初探

混凝土的钢筋腐蚀、碳化、侵蚀性介质腐蚀、冻融破坏、碱一骨料反应是破坏其耐久性的主要因素,该文通过对破坏机理的分析,提出了确保和提高混凝土耐久性的措施.     

冻融损伤钢筋混凝土剪力墙恢复力模型研究

为研究冻融损伤钢筋混凝土(RC)剪力墙的滞回特性,通过试验回归与理论分析相结合的方法,对8榀冻融损伤RC剪力墙拟静力试验结果进行分析.综合考虑冻融损伤参数与轴压比对极限功比指数和不同受力状态下RC剪力墙承载力及变形的影响,建立了冻融损伤RC剪力墙构件极限功比指数与骨架曲线特征点参数计算模型.考虑强度衰减、刚度退化以及捏缩效应,采用两折线模型表示滞回环卸载段刚度变化,建立了冻融损伤RC剪力墙构件恢复力模型,并与试验墙进行了模拟对比,从滞回曲线与累积滞回耗能两个方面验证了模型的准确性.     

黑麦草幼苗在冻融及NaHCO_3复合胁迫下的生理响应

以冬牧70黑麦草幼苗为实验材料,考察黑麦草幼苗在单一人工模拟冻融胁迫(10,5,0,-5,0,5,10℃)及NaHCO_3复合胁迫下的生理响应机制.结果表明:在单一冻融胁迫下,黑麦草幼苗叶片中脯氨酸和丙二醛(MDA)的含量及过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性均呈先升高后显著降低的变化趋势,过氧化物酶(POD)的活性呈先升高后缓慢降低的趋势;除CAT外,其他生理指标均在-5℃达到最大值,与其他温度下的活性相比存在显著性差异(P0.05);在复合胁迫处理条件下,生理指标呈"复合胁迫单一冻融胁迫对照"的规律;黑麦草幼苗叶片中蛋白质的质量比在0℃时达到最大值,复合胁迫和单一冻融组均高于对照组,即黑麦草幼苗在单一冻融胁迫及NaHCO_3复合胁迫下可快速提高抗氧化酶活性与渗透调节物质的质量比,以缓解胁迫导致的伤害,且复合胁迫对幼苗的影响更大.     

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。     

增湿-冻融劣化原状黄土结构强度模型

为了后续研究工作能将原状黄土结构强度在实际工程中推广与应用,本文续增湿-冻融劣化原状黄土结构强度试验研究,力图建立其结构强度的劣化模型。研究工作如下：(1)依据原状黄土压缩曲线定义黄土结构强度、残余结构强度和结构强度损伤变量等概念,并分析损伤变量可表征黄土结构强度劣化过程;(2)基于Weibull分布和损伤力学应变等价性假设,建立了以体积膨胀率作为考察变量的黄土微观取样制样扰动、吸水增湿和增湿-冻融循环耦合统计损伤模型,统计损伤演化函数及黄土结构强度损伤基本方程。(3)在试验数据的基础上,确定了模型参数,并取西安北郊某基坑黄土对模型进行验证,与试验吻合性较好,研究成果能方便指导现场工程设计和施工。     

混凝土冻融过程数值模拟与分析

为实现混凝土冻融过程数值模拟,以热力学和孔隙弹性力学为基础,在已有数值模型的基础上,发展建立了一套混凝土冻融过程的控制方程,并应用有限元软件ComsolMultiphysics对4个模型进行了模拟,预测出饱和砂浆试件受冻过程中的变形、孔隙压力及温度分布。计算值与实验值吻合较好,说明了文中提出的数值模拟方法的合理性。由计算结果可知:尺寸为100 mm×100 mm×300 mm、水灰质量比分别为0.4和0.6的试件,受冻过程中表面竖向应变最大达9.00×10-4和4.60×10-4,试件中心面处孔隙水压力最大达72 MPa和113 MPa。     

混凝土冻融损伤后的氯离子浓度分布预测

引入损伤因子对氯离子扩散系数加以修正,进而得到了同时考虑混凝土质量损失和内部损伤累积的冻融循环后混凝土中氯离子浓度分布的预测方法 ,通过与实验结果 比较初步证明了该方法 的有效性.     

冻融作用对土壤吸附重金属的影响

以Pb²⁺和Cd²⁺为目标污染物研究冻融作用对土壤吸附重金属的影响, 推断了影响机制, 并分析了温度对冻融土壤吸附重金属的影响. 结果表明, 冻融作用降低了土壤对重金属的吸附量, 影响了吸附曲线的斜率, 但未改变吸附曲线形状, 这与冻融作用改变土壤理化性质有关: 冻融作用影响了土壤对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附机制, 引起专性吸附向非专性吸附转变, 利于Pb²⁺和Cd²⁺向环境的解吸和释放. 冻融作用未影响土壤对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附热力学性质, 随着温度的升高, 冻融土壤和未冻融土壤对Pb²⁺的吸附量逐渐升高, 属于吸热反应; 对Cd²⁺的吸附量降低, 属于放热反应.     

高原地区特长隧道洞口冻土冻融力学特性及施工控制技术

以中国"一带一路"重点项目西藏圭嘎拉特长隧道工程为依托,研究了高原地区特长隧道洞口冻土冻融力学特性及施工控制技术。采用有限元分析软件MIDAS-GTS NX建立隧道施工模型,对比分析了经历冻融循环前后隧道洞口围岩内力变化、洞口结构变形以及衬砌变形等力学特性的变化规律,并与施工现场检测数据进行了对比分析。研究结果表明:冻融循环后,两洞拱顶竖向位移均增加30%左右。由于偏压的影响,经历冻融循环后,右洞内力变化值均比左洞大,洞身净空收敛值比左洞增大11%,拱顶竖向位移增加1.6倍。采用超前大管棚与小导管支护综合措施,能有效降低冻融循环后特长隧道洞口结构变形。将建模理论计算值和工程实测值进行比较分析,验证了本文方法的正确性。