掺花岗岩石粉低强渠道水工混凝土的力学性能研究

利用等量替代原则对掺一定量花岗岩石粉的混凝土进行了抗压、抗渗、抗冻及压汞试验研究,研究结果表明:当花岗岩石粉掺量小于5%时,抗压强度基本不变,但掺量大于5%时,抗压强度随花岗岩石粉掺量的增加呈逐渐降低趋势;相对渗透性系数随掺量呈先降后增的变化特征;同等冻融循环次数下,且掺量小于10%时,质量损失率和相对动弹性模量较纯水泥组有所增加,当掺量大于10%后,质量损失率和动弹性模量均有不同程度降低;花岗岩石粉的掺加对混凝土孔隙直径分布有重要影响,掺量超过20%时,过渡孔孔隙率迅速降低而大孔孔隙率迅速升高。研究结果对于花岗岩石粉的再生利用,提高经济效益、改善渠道混凝土抗渗性能有一定的现实意义。     

水泥土统计损伤本构模型研究

为了探索工程实际中水泥固化土的应力-应变关系及水泥土变形规律,参考岩石统计损伤本构模型的思路来构建水泥土统计损伤本构模型。假设水泥土微元强度服从Weibull概率密度分布,并引入初始损伤系数η,建立单轴压缩荷载下水泥土的统计损伤本构模型。根据应力-应变曲线峰值点的极值性进行模型参数求解,分析不同水泥掺量、不同龄期的水泥土累积损伤的扩展过程。通过对水泥土单轴压缩试验数据进行验证与分析发现,随着水泥掺量以及龄期的增加,水泥固化土模型参数η值增大,m值,F_0值减小,表明龄期和水泥掺量能够抑制水泥固化土损伤发展。新建立的水泥土统计损伤本构模型拟合效果较好,并能较好地反映水泥土的应变软化特性,可为水泥固化土的应力分布特点和变形规律研究提供一定参考。     

干湿交替酸性环境下桩基础混凝土耐久性试验

针对酸性环境与干湿交替耦合下建筑桩基础混凝土的耐久性问题,以沈阳某在建民用建筑为工程背景,采用不同浓度的Na₂SO₄溶液来模拟酸性环境,对混凝土试样进行酸性环境干湿循环后的单轴压缩试验。结果表明:相同Na₂SO₄溶液浓度下,随着干湿循环次数的逐渐增多,混凝土试样的单轴抗压强度、峰值应变及弹性模量均呈逐渐递减趋势;相同干湿循环次数下,随着Na₂SO₄溶液浓度逐渐增大,凝土试样的单轴抗压强度、峰值应变及弹性模量同样表现为逐渐减小,Na₂SO₄溶液浓度从0.02 mol/L增大到0.08 mol/L,单轴抗压强度减小了10.343 MPa,峰值应变减小了0.09%,弹性模量减小了1.312 GPa。     

二次纤维水泥土力学特性研究

为弥补水泥土材料受压破坏后承载能力迅速衰减的缺陷,借鉴纤维改善水泥基材料性能的方法,以废纸降解获得二次纤维制成的二次纤维水泥土为研究对象,通过无侧限抗压试验分析其抗压强度、变形特征和破坏形态,提出考虑纤维掺量的应力-应变关系,探索水泥土改良新措施及废纸资源利用新途径。结果表明,1)养护28 d时,同样产生1.42%应变时,水泥土强度下降39%,而掺量为2%的二次纤维水泥土强度下降仅为27%,掺入2%二次纤维不仅可以提高水泥土强度0.42%,也可使水泥土达到峰值应力时产生的应变延后1.82%;2)纤维掺量存在一个阈值,当掺量高于阈值时纤维水泥土强度随养护时间的增加而降低,当掺量低于阈值时变化规律则相反;3)掺入2%和4%的二次纤维使水泥土由中部劈裂破坏转变为土体典型的剪切破坏,破坏时保留了水泥土产生裂纹较少,无明显挤压变形等优点。添加二次纤维可以在保持强度的同时减少水泥土工程缺陷,研究结果丰富了纤维水泥土理论,可为水泥土工程应用及基础研究提供参考。     

复杂应力环境下高层建筑基础混凝土耐久性研究

研究高层建筑深基础在复杂应力环境下的力学特性,结果表明:随着围压的逐渐增大,混凝土试样的破坏模式逐渐由脆性向延性过渡,试样的峰值强度、峰值应变以及弹性模量均随围压的升高而逐渐增大,且三者与围压之间均满足线性函数关系,拟合相关系数均在0.95以上。     

冻融循环下环氧砂浆材料力学性能试验研究

文章为研究冻融循环影响下环氧砂浆修补材料的工程力学性质,在室内对不同冻融循环次数下的环氧砂浆材料开展了质量损失率、抗压强度及抗折强度试验。研究发现,随着冻融循环次数的增长,环氧砂浆修补材料的抗压强度呈先增大后减小的变化趋势,但其质量和抗压强度均不断降低。研究成果为我国水利工程混凝土修复工作提供借鉴作用。     

不同胶凝掺量对高聚物堆石料力学特性的影响研究

研究高聚物堆石料力学特性,有助于构建适用于该材料的合理本构模型,能较为准确地预测其应用工程结构的应力变形结果。在定性总结了高聚物堆石料力学特性的基础上,建立了考虑聚氨酯掺量与围压影响的峰值强度、变形模量,探索了线性表达式对高聚物堆石料破坏应变与围压关系的适用性,为构建合理的高聚物堆石料本构模型提供了重要的理论参考。     

粉煤灰掺量对旋喷桩结石体力学特性影响

旋喷桩技术由于其处理地基后具有强度高,成桩形体可控等特点,得到广泛的推广和应用。文章以某地基土土样和不同粉煤灰掺量的混合物为研究对象,开展了不同地基土的单轴试验,结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,旋喷桩结石体单轴抗压强度值会下降;粉煤灰掺量在20%左右时,结石体早期强度较低,后期强度和未掺粉煤灰的结石体相当;在一定条件下可以利用粉煤灰替换20%左右的水泥;掺粉煤灰的旋喷桩在加固含砾砂土地基时效果相对最好,加固淤泥质土和软土地基效果相当。     

复合早强剂在铁路隧道衬砌混凝土中的应用

以无水硫酸钠与三乙醇胺单掺及复掺为试验条件,分析各方式下水泥胶砂在前期强度和后期强度方面的实际表现,加深对早强剂应用方式及效果的认知。结果表明:在某特定的掺量区间内,随掺量的增加,对应水泥胶砂的早期强度呈提高的变化趋势。     

生物聚合物改良玄武岩残积土崩解特性研究

为提高玄武岩残积土的抗崩解性及其边坡水稳性,利用生物聚合物瓜尔胶改良玄武岩残积土。在干湿循环条件下开展不同掺量瓜尔胶改良玄武岩残积土的崩解试验,观察残积土崩解过程,并对残积土改良土崩解系数和平均崩解速率进行测定,分析瓜尔胶掺量及干湿循环次数对玄武岩残积土水稳性的影响。研究结果表明：瓜尔胶可有效增强玄武岩残积土的抗崩解性能,随着瓜尔胶掺量的增加,改良玄武岩残积土的崩解系数和平均崩解速率呈现先减小后增加的特点,在瓜尔胶掺量为1.0%时抗崩解性能最佳;瓜尔胶掺量一定时,改良玄武岩残积土的崩解系数和平均崩解速率随着干湿循环次数的增加呈现增长趋势,当干湿循环次数N=4时,土体崩解率为N=1时的8倍。由此可见,瓜尔胶作为一种新型、环保的残积土边坡防护材料,可有效提升玄武岩残积土的抗崩解性能。研究结果为生态环保处置玄武岩残积土提供了新的思路,可为玄武岩残积土地区边坡工程的绿色发展提供参考。     

冻融循环对水工混凝土渗透性影响研究

水工混凝土在冻融循环下的渗透性降低将危及水利工程安全,因此文章研究了常见水工混凝土在冻融循环下渗透性的变化规律。试验结果表明:降低水胶比、掺引气剂、同时掺粉煤灰和引气剂均能有效降低混凝土渗透性;降低水胶比无法改善渗透性随冻融次数的增长趋势,掺引气剂效果不显著,同时掺加粉煤灰和引气剂效果最佳。     

含砖块水泥稳定建筑垃圾基层耐久性研究

为了提高建筑垃圾中砖块的有效利用率,明确再生骨料中砖块含量对水泥稳定建筑垃圾的影响,针对再生骨料中不同砖块含量(质量分数分别为0,10%,20%,30%)的水泥稳定建筑垃圾基层,进行抗冻性试验、干缩试验、温缩试验、SEM扫描电镜分析,从宏观和微观2个角度研究砖块含量对水泥稳定建筑垃圾基层耐久性的影响。研究结果表明：随着砖块含量升高,水泥稳定建筑垃圾基层的冻融循环残留强度比降低、质量损失率增高;干缩失水率、干缩应变、干缩量都相应增加;温缩系数、温缩应变则均是先减小后增大,平均温缩系数和累计温缩应变均升高;再生骨料中砖块含量的增加导致水稳建筑垃圾基层的孔隙率增大,水化反应产物结构疏松使耐久性发生劣化。研究结果拓宽了含砖块建筑垃圾再生利用的有效途径,并为含砖块建筑垃圾再生后用做水泥稳定基层材料提供了理论支持。     

高安水库启闭塔工作桥混凝土材料改性下力学特征研究

针对水库启闭塔工作桥混凝土材料改性下力学特征,开展了宏观力学试验与细观CT扫描。试验表明,改性剂掺量对试样应力应变影响最显著为残余拉伸应力阶段,改性剂掺量愈多,混凝土的拉、压应力均会提高,但掺量6%后增幅放缓。围压对试样压缩应变影响高于掺量因素。基于CT扫描三维裂隙重构,拉、压应力下孔隙数量最多的为<0.1mm³、≥1mm³。当掺量为6%时,材料拉、压承载能力较优。论文对混凝土拉、压应力根源性差异研究有所参考。     

渤海边际油田小井眼出砂数值模拟研究

为了分析渤海边际油田小井眼井壁岩石应力稳定状态,确定不同井眼尺寸下的临界出砂压差,为边际油田小井眼油井防砂提供理论参考,基于岩石强度的尺寸效应理论,建立了临界出砂压差的预测模型,采用有限元软件分析了尺寸效应对近井地带及井周应力的影响规律,讨论了生产过程中井壁岩石塑性区的扩展规律。研究表明:尺寸效应对近井地带及井周应力状态有一定的影响,随着生产压差增大,设定路径上的径向应力呈增大趋势,最终逐渐趋于恒定值,而切向应力呈先增大后减小的规律,生产压差越大、切向应力峰值越高。生产压差相同时,大井眼周围塑性区面积大于小井眼周围塑性区面积,而切向应力恰好相反,说明小井眼井壁更为稳定。通过考虑尺寸效应对砂岩地层出砂数值模拟研究,证明小井眼具有较大临界出砂压差,对边际油田的开发具有一定的指导意义。     

骨料含量对全级配和湿筛混凝土拉伸断裂性能差异的影响

采用细观有限元分析与Monte Carlo模拟相结合的方法,模拟了混凝土试件单轴拉伸。结果表明:随着骨料含量的增大,全级配混凝土与湿筛混凝土弹性模量的比值增大;峰值应力之比几乎不变,峰值应变之比降低;断裂能之比减小。研究成果为大坝混凝土相关力学指标的确定提供依据。     

季冻区玄武岩路基疲劳损伤特性研究——以赤峰市某高速公路为例

为了减少季冻性气候对玄武岩路基的不利影响,以赤峰市某高速公路为例,研究玄武岩碎石路基的疲劳损伤特性.依据莫尔库仑准则及CT检测技术原理,对赤峰市玄武岩样品进行室内冻融循环试验和微波照射试验,并对不同冻融循环次数下的玄武岩试样的孔隙率、应力应变以及不同含水率下的玄武岩试样内部损伤情况进行分析讨论.结果表明:1)内部存在多...     

水泥土搅拌桩在梁寨闸地基处理中的应用

采用水泥土搅拌桩处理梁寨闸软土地基,通过现场荷载试验检测地基承载力,利用数值模拟分析地基变形沉降结果和桩土应力比变化结果。结果表明,加固后的复合地基承载力明显提升,沉降变形随着上部结构施工逐渐增大,施工后逐渐趋于稳定;桩土应力比随着上部结构施工逐渐增大,施工完成后达到最大值,之后逐渐减小。     

寒区钢桥面超高性能混凝土铺装层层间剪切强度研究

为了避免发生寒冷地区沥青面层与超高性能混凝土(UHPC)层结合不良导致的沥青面层滑移或脱落现象,对钢桥面UHPC铺装层层间剪切性能进行研究。考察涂布环氧树脂防水粘结层的成型试件分别在不同涂布厚度、不同温度、不同浸泡溶液条件下,经冻融循环后的抗剪强度变化规律,并依托实际工程对层间剪切强度进行数值模拟分析。结果表明：环氧树脂防水粘结层的最佳涂布量为0.4 kg/m²;其抗剪强度随着温度的增大而减小,在60 ℃时抗剪强度能达到1.8 MPa,高温性能良好;盐溶液环境下的冻融循环对强度的损伤大于清水环境下的损伤;数值模拟得到最不利位置剪切应力峰值远小于试验得到的环氧树脂防水粘结层抗剪强度,环氧树脂防水粘结层性能优异。研究得到的UHPC铺装层层间剪切强度规律可为延长钢桥面使用寿命提供理论依据。     

射孔完井出砂量预测模型研究

油井出砂量预测是稠油冷采和出砂管理的关键。在分析地层出砂机理和出砂统计数据规律的基础上,综合考虑有效应力、流体拖拽力、岩石固有强度和生产时间对出砂量的影响,建立了射孔完井出砂量预测模型。应用该模型研究了不同生产压差、不同射孔密度和不同射开油层厚度下出砂量随生产时间的变化。结果表明,出砂量在油井生产初期迅速增大达到一个峰值,峰值过后,出砂量逐渐降低,最后达到稳定。该模型对稠油冷采和出砂管理具有一定的指导意义。     

水工防渗墙塑性混凝土强度影响因素试验研究

塑性混凝土以其优良的性能,特别是和地基之间的协调变形性能,被广泛应用于小型水利工程防渗墙建设.文章通过室内试验方法,研究了水泥、黏土和膨润土含量对塑性混凝土强度的影响规律,结果表明:水泥最佳掺量为160～180kg/m3,黏土的掺量应大于65kg/m3,在满足混凝土塑性变形性能的情况下,应适当减小膨润土的掺量.