冻融与氯盐侵蚀作用下预应力结构耐久性试验及数值模拟 被引量：15

1

作者 陈妤 刘荣桂 +2 位作者 蔡东升 汤灿 周伟玲 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期104-110,共7页

为探索预应力混凝土结构在侵蚀环境作用下的耐久性,通过对12根预应力混凝土梁在不同冻融循环次数后进行的氯离子侵蚀试验,主要研究影响冻融与氯盐侵蚀环境下结构耐久性的因素。针对季节性冰冻地区的预应力海工结构耐久性失效特点以及结... 为探索预应力混凝土结构在侵蚀环境作用下的耐久性,通过对12根预应力混凝土梁在不同冻融循环次数后进行的氯离子侵蚀试验,主要研究影响冻融与氯盐侵蚀环境下结构耐久性的因素。针对季节性冰冻地区的预应力海工结构耐久性失效特点以及结构耐久性具体要求,综合考虑正负峰值温度差与预应力的影响,提出了冻融条件预应力结构氯盐侵蚀的耐久性分析模型,通过工程实例验证模型的可行性。研究结果表明,采用Crank-Nicholson格式差分进行数值模拟,模拟结果与实际工程检测结果吻合较好 预应力水平和冻融循环次数是影响预应力混凝土梁氯离子扩散的主要因素,冻融损伤严重缩短结构的使用寿命,预应力延缓了混凝土冻融损伤 冻融循环次数越大,扩散深度越深 对于冻融损伤度为24%的混凝土,其氯离子扩散所需的时间是未损伤混凝土的15%-25%。 展开更多

关键词 预应力混凝土结构 冻融循环 氯盐侵蚀 耐久性 损伤

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循环冻融下寒区工程常用保温材料性能变化试验研究 被引量：10

2

作者 李凌洁 穆彦虎 +3 位作者 明锋 朱小明 张坤 庞小冲 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2022年第2期693-707,共15页

保温材料广泛应用于寒区工程的诸多领域。然而,在服役过程中,保温材料往往会受到浸水、冻融和盐蚀等多场耦合的循环作用,导致其保温、防水和强度等物理力学性能出现不同程度的退化。目前,保温材料的类型非常多,但其性能和耐久性有所不同... 保温材料广泛应用于寒区工程的诸多领域。然而,在服役过程中,保温材料往往会受到浸水、冻融和盐蚀等多场耦合的循环作用,导致其保温、防水和强度等物理力学性能出现不同程度的退化。目前,保温材料的类型非常多,但其性能和耐久性有所不同,因此科学合理地选择保温材料不仅关系到其长期保温效果,同时对于工程构筑物的长期稳定性具有重要的意义。针对循环冻融作用,选取寒区工程中常用的4种保温材料[聚酚醛(FLK)、聚氨酯(PU)、聚苯乙烯挤塑板(XPS)和聚苯乙烯发泡板(EPS)]开展了浸纯水、浸盐水和干燥状态下的室内冻融循环试验,对经历了不同冻融次数的样品进行了表观密度、吸水率、导热系数、压缩强度、弯曲强度和微观结构系列测试。结果表明:浸润作用对保温材料物理力学性质影响显著,亲水性材料FLK的保温和力学性能退化显著,而憎水性材料PU、XPS和EPS变化相对较小。干燥条件下,冻融循环作用对FLK、XPS和EPS吸水率以及FLK的导热系数影响量值可观,但对4种保温材料的压缩和弯曲强度影响不大。浸纯水和盐水条件下,经历30次冻融循环后,FLK的导热系数增加约50%,弯曲强度降低超过0.3%,EPS的压缩强度降低超过10%。浸盐水后保温材料经历冻融循环作用后其物理力学性能退化程度与浸纯水条件下有所不同,该差异值得关注。通过扫描电镜图像能够识别4种保温材料的孔隙尺寸、孔隙致密度和固体颗粒胶结方式,但对经历冻融循环作用后的变化难以识别和量化。基于试验结果,结合寒区交通工程应用场景,分析了4种保温材料的冻融耐久性,以期服务于寒区交通工程保温材料的合理应用。 展开更多

关键词 保温材料 循环冻融 物理性质 强度 微观结构

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化学腐蚀-冻融循环协同作用对砂岩三轴力学特性的影响

3

作者 吴静 蔡洋 +2 位作者 汪垲彬 肖聪 路亚妮 《环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期828-834,共7页

为研究季冻区岩土工程中化学腐蚀与冻融循环协同作用对岩土工程的共同作用效果,需要同时考虑水化学腐蚀环境、冻融循环条件和三轴应力状态3种因素的影响。以不同浓度的H_(2)SO_(4)、NaOH或Na_(2)SO_(4)溶液模拟水化学腐蚀环境,以冻融循... 为研究季冻区岩土工程中化学腐蚀与冻融循环协同作用对岩土工程的共同作用效果,需要同时考虑水化学腐蚀环境、冻融循环条件和三轴应力状态3种因素的影响。以不同浓度的H_(2)SO_(4)、NaOH或Na_(2)SO_(4)溶液模拟水化学腐蚀环境,以冻融循环条件来模拟气候环境,采用水化学溶液pH值(pH=3、5、7、9、11)和冻融循环次数N(N=10/20/30/40/50次)为主要控制参数,开展化学腐蚀-冻融循环协同作用后砂岩试样的三轴压缩试验。岩样的破坏模式均表现为剪切滑移破坏,应力-应变曲线均可分为压实挤压阶段、弹性增长阶段、屈服阶段和破坏阶段4个发展变化阶段。通过对比不同工况下岩样的物理力学参数,分析化学腐蚀-冻融循环协同下岩样力学特性的劣化规律。研究表明:随着冻融次数的增加,应力-应变曲线中的峰值应力、峰值应变和和模量均减小,岩样的损伤劣化程度增大,屈服阶段的屈服平台和塑性变化特征变弱;强酸性溶液对岩样的损伤劣化最大,峰值应力、峰值应变和模量均明显最小;强碱性溶液对岩样的损伤劣化最小,化学反应析出的沉淀物附着于岩样表面及孔隙、裂隙壁面,抑制了岩样的进一步损伤劣化;围压对岩样三轴力学特性的影响最为显著,随着围压增大,应力-应变曲线中的峰值应力、峰值应变和模量均明显增大,屈服阶段的屈服平台和塑性变化特征变强。研究结果可为寒区岩土工程的建设提供理论依据。 展开更多

关键词 冻融循环 化学腐蚀 三轴压缩 力学特性 砂岩

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冻融循环条件下土体试样力学特征研究 被引量：4

4

作者 刘晓琪 《水科学与工程技术》 2021年第3期13-16,共4页

针对水利枢纽工程中场地土料填筑体力学特征,设计开展三轴试验研究,获得了围压、冻融循环次数对土料填筑体试样应力应变影响,围压促进土体加载应力一致性增长,但冻融循环次数对土体加载应力影响具有阶段性特征,循环0~10次时,冻融次数与... 针对水利枢纽工程中场地土料填筑体力学特征,设计开展三轴试验研究,获得了围压、冻融循环次数对土料填筑体试样应力应变影响,围压促进土体加载应力一致性增长,但冻融循环次数对土体加载应力影响具有阶段性特征,循环0~10次时,冻融次数与加载应力为负相关,冻融增长2次,抗剪强度平均损耗22.2%,而超过10次后,又为正相关,循环增长2次,抗剪强度平均增长为42.7%。土体变形可分为“线弹性变形-塑性硬化变形”两阶段,且阶段临界拐点随围压增大而递增,但随冻融次数为先增后减变化;围压可促进线弹性模量增长,但冻融循环次数可促进塑性变形阶段变形模量增长。为水利工程中岩土体力学特性影响因素分析研究提供参考。 展开更多

关键词 循环冻融 水利枢纽 土料填筑体 三轴 力学

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冻融与氯盐作用下考虑相关随机变量的预应力结构可靠度分析 被引量：2

5

作者 陈妤 刘荣桂 +3 位作者 周伟玲 张益多 汤灿 刘媛 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期187-191,共5页

针对季节性冰冻地区的海工结构耐久性失效特点以及结构耐久性具体要求,从失效率与可靠度的关系入手,运用随机场理论,综合考虑正负峰值温度差、氯离子临界浓度与预应力的影响,提出了冻融条件预应力结构氯盐侵蚀的可靠度分析模型。通过算... 针对季节性冰冻地区的海工结构耐久性失效特点以及结构耐久性具体要求,从失效率与可靠度的关系入手,运用随机场理论,综合考虑正负峰值温度差、氯离子临界浓度与预应力的影响,提出了冻融条件预应力结构氯盐侵蚀的可靠度分析模型。通过算例,讨论了离散数目对失效概率的影响,并对氯离子浓度、保护层厚度等相关随机变量进行了灵敏度分析。结果表明:运用随机场分析结果与JC法及实用分析法得到的数值结果相近;基于所给出的结果,有望为工程应用中的可靠度分析提供合理的前期准备。 展开更多

关键词 预应力混凝土结构 冻融 氯盐侵蚀 相关随机变量 可靠度

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冻融环境下钢纤维对轻骨料混凝土力学性能的影响 被引量：15

6

作者 王海龙 申向东 +2 位作者 霍俊芳 李红云 周莉萍 《混凝土》 CAS CSCD 北大核心 2008年第8期65-68,共4页

以天然浮石为粗骨料,对钢纤维及钢纤维与聚炳烯纤维混合的不同掺量试件进行了25、50、75次慢冻试验,进行了抗压强度、抗折强度及弹性模量的试验,试验发现:随着冻融次数的增加,混凝土的强度损失率逐渐增大,弹性模量和抗折强度有所降低,... 以天然浮石为粗骨料,对钢纤维及钢纤维与聚炳烯纤维混合的不同掺量试件进行了25、50、75次慢冻试验,进行了抗压强度、抗折强度及弹性模量的试验,试验发现:随着冻融次数的增加,混凝土的强度损失率逐渐增大,弹性模量和抗折强度有所降低,但是聚炳烯纤维和钢纤维的混合掺入可以有效地在保持混凝土的强度基础上,改善混凝土的韧性。 展开更多

关键词 纤维轻骨料混凝土 冻融循环 强度损失 韧性 破坏形态

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冻融环境下引气混凝土双轴拉-压强度和破坏准则的试验研究 被引量：14

7

作者 宋玉普 陈飞 +1 位作者 张众 商怀帅 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第8期932-937,共6页

本文对掺引气剂混凝土进行了不同次数快速冻融试验,用电子显微镜观察了经受不同次数冻融循环后混凝土微观结构的变化,并进行了6种应力比下的双轴拉-压试验,观察了试件破坏形态,测得了混凝土试件的抗拉强度和抗压强度。试验发现,掺引气... 本文对掺引气剂混凝土进行了不同次数快速冻融试验,用电子显微镜观察了经受不同次数冻融循环后混凝土微观结构的变化,并进行了6种应力比下的双轴拉-压试验,观察了试件破坏形态,测得了混凝土试件的抗拉强度和抗压强度。试验发现,掺引气剂混凝土在双轴拉-压荷载作用下,其抗拉强度和抗压强度均随冻融循环次数的增加而明显降低。在此基础上,分析了双轴拉-压极限强度随冻融循环次数的变化规律,并在主应力空间和八面体应力空间建立了同时考虑冻融循环次数和拉压比的破坏准则。 展开更多

关键词 引气混凝土 冻融循环 双轴拉-压 破坏准则

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饱和岩石循环冻融蠕变力学特性及损伤分析

8

作者 郭夏飞 李伟 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第18期7584-7591,共8页

为研究饱和岩石循环冻融条件下的蠕变力学特性,开展了不同饱和冻融次数三轴蠕变力学试验。根据试样变形特征建立了弹黏塑性蠕变模型,计算了蠕变模型相关参数,研究了饱和循环冻融相关参数变化特征。分析了随冻融次数增加裂隙扩展发育规律... 为研究饱和岩石循环冻融条件下的蠕变力学特性,开展了不同饱和冻融次数三轴蠕变力学试验。根据试样变形特征建立了弹黏塑性蠕变模型,计算了蠕变模型相关参数,研究了饱和循环冻融相关参数变化特征。分析了随冻融次数增加裂隙扩展发育规律,提出了循环冻融蠕变损伤模型,基于试验数据对损伤模型进行了验证。研究表明:饱和循环冻融蠕变过程分为过渡蠕变阶段,稳定蠕变阶段和加速蠕变阶段3个阶段,冻融次数增加蠕变各个阶段均呈缩短趋势。建立弹黏塑性蠕变模型基础上,总结相关蠕变参数随加载应力增加均呈现增大趋势,随冻融次数增加,相同应力条件下蠕变参数逐渐减小。冻融过程中裂隙发育主要分为两种:沿原有裂隙扩展和独立发育的裂隙。原有裂隙扩展速度大于独立发育裂隙产生速度。试样循环冻融过程中裂隙发育速度逐渐增大。考虑冻融次数对蠕变参数的影响,同时引入损伤系数对其影响结果修正,建立蠕变损伤模型解释了循环冻融蠕变损伤过程,模型理论曲线与试验数据对比显示具有较好的相关性,验证了蠕变损伤模型的正确性。 展开更多

关键词 饱和循环冻融 蠕变力学特性 蠕变模型 裂隙发育规律 损伤模型

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冻融时引气剂对新老混凝土黏结面劈裂抗拉性能影响的试验研究 被引量：3

9

作者 李平先 郭进军 +1 位作者 赵国藩 程红强 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第7期886-892,共7页

采用新老混凝土黏结复合立方体试件,通过快速冻融试验,对在界面剂和新混凝土中掺加引气剂的新老混凝土黏结面的冻融劈裂抗拉性能进行了试验研究,探讨了冻融循环次数、引气剂、黏结面粗糙度和界面剂类型等对黏结面劈裂抗拉强度的影响.界... 采用新老混凝土黏结复合立方体试件,通过快速冻融试验,对在界面剂和新混凝土中掺加引气剂的新老混凝土黏结面的冻融劈裂抗拉性能进行了试验研究,探讨了冻融循环次数、引气剂、黏结面粗糙度和界面剂类型等对黏结面劈裂抗拉强度的影响.界面的粗糙度为0.23～6.90mm,界面剂选用掺加1%引气剂的水泥净浆、水泥砂浆和同时掺加10%UEA膨胀剂的水泥净浆.试验结果表明,在界面剂和新混凝土中掺加引气剂可显著提高新老混凝土黏结面的抗冻融性能,在同样条件下,黏结面的抗冻融性能可提高一倍以上,与未掺加引气剂的新老混凝土黏结面相比,黏结面的劈裂抗拉强度随冻融循环次数的增加而降低趋势变缓.根据试验,适当的粗糙度和掺加引气剂的水泥砂浆界面剂对新老混凝土黏结面的抗冻融性能有较好的改善作用. 展开更多

关键词 新老混凝土 冻融循环 引气剂 劈裂抗拉强度 粗糙度 界面剂

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冻融循环下黄土温度及变形特性研究

10

作者 张志成 雷乐乐 +2 位作者 白瑞强 靳潇 王正一 《干旱区资源与环境》 CSCD 北大核心 2023年第5期139-146,共8页

在冻土工程的建设与服役过程中,地基土通常会经历反复有压冻融循环,使其物理状态与力学性质发生改变。文中以黄土为研究对象,根据不同埋深土层对应土压力确定4个试验压力值(0kPa、20kPa、50kPa和100kPa),开展有压冻融循环试验,研究有压... 在冻土工程的建设与服役过程中,地基土通常会经历反复有压冻融循环,使其物理状态与力学性质发生改变。文中以黄土为研究对象,根据不同埋深土层对应土压力确定4个试验压力值(0kPa、20kPa、50kPa和100kPa),开展有压冻融循环试验,研究有压冻融循环作用下黄土温度变化及变形发展规律。结果表明:压力会对沿着试样深度的温度分布产生影响,主要表现为在相同深度位置处温度分布会随压力的增大而有所升高,但冻融循环对其影响较小。土体的冻结深度和冻结速率会随压力的增大而逐渐减小,且在冻结前期(0~3 h内),压力对冻结速率的影响会比较明显,但随冻结时长持续增加,压力对冻结速率的影响程度会有所削弱。在冻融过程中压力会加速黄土的变形发展,且压力越大,经历冻融循环后黄土累积变形量越大。随着冻融循环次数的增加,在不同压力作用下黄土的融沉率和冻胀率均会呈三个阶段变化:快速变化、缓慢变化、稳定变化。在有压条件下,冻融稳定系数K会呈现逐渐减小的趋势,干密度ρ_(d)会呈现逐渐增大的趋势,但最后两者均会趋于较为稳定的状态,在无压条件下,黄土稳定系数K值和干密度ρ_(d)始终维持在一个较为稳定值K=1和ρ_(d0)=1.60g·cm^(-3)。且压力越大,曲线变化会越加地明显,说明随着反复冻融循环的发生,黄土的冻胀和融沉变化量将逐渐趋于同一个稳定值。文中研究有助于揭示季节冻土区工程冻融破坏机制。 展开更多

关键词 黄土 有压冻融循环 单向冻结 冻结特性 累积变形

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高海拔地区循环冻融尾矿抗剪强度及细观分析

11

作者 何向荣 徐鹏飞 《科技创新与应用》 2020年第11期58-60,63,共4页

为了研究循环冻融尾矿颗粒的抗剪强度,通过对香格里拉某尾矿库两个时间段取样进行直剪试验以及电镜扫描试验,试验结果表明含水率是影响尾矿抗剪强度的主要因素,同时,循环冻融条件并非是尾矿抗剪强度的破坏性因素,合理采用放矿速率及放... 为了研究循环冻融尾矿颗粒的抗剪强度,通过对香格里拉某尾矿库两个时间段取样进行直剪试验以及电镜扫描试验,试验结果表明含水率是影响尾矿抗剪强度的主要因素,同时,循环冻融条件并非是尾矿抗剪强度的破坏性因素,合理采用放矿速率及放矿方式,循环冻融条件将会提高尾矿材料的抗剪强度。 展开更多

关键词 循环冻融 尾矿颗粒 抗剪强度

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