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1.
别治明 《山东农业大学学报(自然科学版)》2020,51(4)
为研究青砖砌体结构性损伤程度随冻融循环的演化规律,本文对经过0、2、4、6和8次冻融循环后的试样开展力学测试、核磁共振和扫描电镜试验,分析了青砖砌体材料的结构的冻融损伤机理。试验结果表明:青砖砌体材料的轴心抗压强度随冻融次数增加呈指数型下降;青砖砌体材料的孔隙体积含量在0～20次循环过程中保持增长,且增长速率逐渐下降;轴心抗压强度与峰面积为负线性关系,拟合直线的确定性系数R~2大于0.99;由扫描电子显微镜试验可以观测青砖砌体材料的微观缺陷随冻融循环次数增加而逐渐发展,主要表现为试样内部的小孔隙逐渐形成尺寸较大的裂隙;微观缺陷的发展是导致力学性能衰减的本质机理。 相似文献
2.
张逯见 《山东农业大学学报(自然科学版)》2020,51(2)
冻融循环损伤作用是影响膨胀土边坡的安全建设与运营的重要影响因素。为了研究冻融循环引起膨胀土力学特性的衰减规律,本文对南水北调中线的渠道边坡膨胀土试样进行0～8次的冻融循环处理,然后对土样开展围压为100、200、和300 k Pa的三轴固结排水剪切试验,并对土体强度指标的冻融劣化效应进行了定量评价。结果表明:不同冻融循环次数下膨胀土的三轴剪切强度与围压保持线性正相关的关系;同一循环次数下,三轴剪切强度在0～6次冻融循环次数增加有明显下降趋势,6～8次冻融后几乎保持稳定;根据摩尔库伦准则计算了土体的强度指标—内聚力c和有效内摩擦角φ,对数函数可以对强度指标和循环次数的关系进行有效拟合;根据试验结果提出一个考虑冻融循环次数的强度表达式,由此预测了膨胀土在多次冻融循环后的强度指标。 相似文献
3.
【目的】研究冻融作用对重塑黄土渗透特性的影响,为季节冻土区黄土边坡、道路及堤坝等工程的设计和施工提供参考。【方法】以Q3黄土为研究对象,在封闭系统下进行快速冻融循环试验,每个循环为-20℃冻结12h,20℃融化12h,冻融循环次数分别为0,2,4,5,10,14,17和20。将干密度为1.7g/cm~3、含水率为18.0%的重塑黄土样制成长×宽×高为1cm×1cm×2cm的长条形样品,然后置于高低温试验箱进行冻融循环处理;将冻融后的样品风干后进行扫描电镜观察,并定量分析重塑黄土的骨架颗粒形态、连接方式、孔隙形态及孔隙面积比等微观结构特征。同时制作含水率分别为15.0%,18.0%,21.0%,28.0%及饱和含水率的土样,分5层压制成干密度分别为1.4,1.5,1.6和1.7g/cm~3的黄土三轴样,然后置于高低温试验箱进行冻融循环试验;最后在围压分别为100,200,300和400kPa条件下进行三轴黄土渗透试验,分析围压、含水率、干密度和冻融循环次数对黄土渗透特性的影响。【结果】冻融作用对土体表面结构破坏严重,有横向和纵向裂缝。冻融过程中,重塑黄土土体微观结构发生了明显变化,集团粒数量明显减少,土粒胶结性变差;随着冻融循环次数的增加,土样的孔隙面积比呈指数增大趋势,冻融循环20次后孔隙面积比由0.76增加到0.79。渗透系数随围压的增大表现出指数衰减特征,且围压为400kPa时渗透系数差异较小;随着干密度和初始含水率的增加,渗透系数表现出抛物线变化特征,且干密度和含水率分别为1.6g/cm~3和21.0%左右时,渗透系数较大;渗透系数随冻融循环次数增加表现出指数增大特征,冻融循环20次后渗透系数增加1~2个量级。【结论】经历冻融循环后,重塑黄土土体的结构强度遭受一定程度破坏,渗透性增强,冻融循环20次后黄土土体渗透特性趋于稳定;冻融过程中产生的裂缝是诱发黄土土体渗透性增强的主要原因;冻融过程中重塑黄土渗透特性与土的初始状态、冻融循环次数及围压密切相关。 相似文献
4.
冻融作用对草甸土物理力学性质的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
以与棕壤土穿插分布的草甸土为研究对象,采用室内冻融循环试验得出不同冻融循环次数与土壤含水率条件下草甸土容重、孔隙度、渗透性以及抗剪强度等物理力学性质的变化规律。结果表明:随冻融循环次数的增加,土壤容重、粘聚力先减小后增大,之后趋于稳定,内摩擦角略有增大;而孔隙度、渗透系数则先增大后减小,之后趋于稳定,当循环次数在1～5次之间,孔隙度、渗透系数增大较明显,但增大幅度减小;在相同冻融循环周期条件下,随含水率的增大,土壤容重、土壤孔隙度、土壤渗透系数、土壤粘聚力和内摩擦角均呈现出减小的特征。 相似文献
5.
膨胀土易引发渠道边坡坍塌和滑坡灾害,渠道边坡的大面积损坏会降低渠道输水能力,影响周边生活用水和农业灌溉。为减少膨胀土地基引起的渠道边坡问题,以北引干渠膨胀土为试验材料,采用十八胺、黄原胶、瓜尔胶、黄原胶与瓜尔胶的混合胶改良膨胀土,通过颗粒级配试验、直剪试验、核磁共振试验（NMR）和扫描电镜试验（SEM）,从宏观和微观角度分析不同改良剂对膨胀土力学性质和孔隙孔径的影响。结果表明,改良剂均对膨胀土膨胀率有抑制作用,膨胀性抑制效果随掺量增加而增强,十八胺、黄原胶和瓜尔胶在掺量为1.0%时自由膨胀率分别下降44%、36%和34%,无荷载膨胀率分别下降88.1%、86.7%、64.4%;改良土在十八胺、黄原胶、瓜尔胶和混合胶掺量为0.2%、0.8%、0.8%和X5G5（总掺量为0.8%下,黄原胶与瓜尔胶掺量比值5:5）时抗剪强度达最大量,分别提高28.93%、32.05%、35.2%和38.33%;随着改良剂掺量增加,土体中微小孔隙逐渐发育成大孔径孔隙;改良剂与水结合生成晶状、网状和铰链状结构,提高土体整体稳定性。研究结合核磁共振法和扫描电镜法,可整体观察土体孔隙孔径变化,研究结果可为膨胀土地区... 相似文献
6.
水泥-生石灰对铬污染土固化效果及微观孔隙特征的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为评价水泥和生石灰对铬污染土壤的固化效果及固化土在工程中再利用的可行性,采用固化稳定法进行六价铬污染土壤的修复试验,将重铬酸钾(K_2CrO_7)人工添加至粉砂土以模拟污染土,通过无侧限抗压强度、浸出毒性、核磁共振孔隙和微观三维形貌试验,研究水泥和生石灰对铬污染土的固化效果及其微观孔隙特征。结果表明:固化土强度随龄期增加而显著增加,且达到废弃物的填埋标准,同时随六价铬离子浓度增大强度先增加后稳定或减少;六价铬离子浓度小于900 mg·kg~(-1)时,生石灰掺量对于固化土强度存在阈值为4%,低于4%时随着生石灰掺量增加强度呈上升趋势,浸出毒性降低且达到浸出标准,同时0.1~1μm孔隙占比最高,结构致密;高于4%时随着生石灰掺量增加强度呈下降趋势,浸出毒性波动变化,1~10μm的大孔径增多,结构致密性差,平整度降低。研究表明,掺入合适比例的水泥和生石灰对铬污染土有较好的固化效果,可防控受污染土壤中六价铬浸出和渗透到地下水带来的环境问题。 相似文献
7.
对掺砂改良后的膨胀土进行了干湿循环作用下的无荷膨胀率试验,研究了试样的无荷膨胀率(绝对膨胀率)、相对膨胀率以及终止吸水量随干湿循环次数的变化规律,深入分析了不同干湿循环次数后,改良膨胀土的膨胀量随浸水时间的增长特征.试验表明:1)无荷膨胀率以及终止吸水量随干湿次数的增长变化规律基本一致,在相同的风化砂掺量下,无荷膨胀率呈3次函数形式降低,且无荷膨胀率在第2~3次干湿循环后,降低幅度较大,之后降低幅度逐渐减小,最后基本趋于稳定;2)掺风化砂对抑制无荷膨胀的发生效果不大,当风化砂由0增至50%时,无荷膨胀率降低幅度较小,且这一降低幅度随着干湿循环次数的增大为逐渐减小;3)无荷膨胀量在浸水1h内的增长速度较快,之后逐渐变缓,在相同的风化砂掺量下,无荷膨胀量达到稳定时的时间随着干湿循环次数的增加而逐渐缩短. 相似文献
8.
该文以室外型重竹地板为研究对象,在保持其他条件不变的情况下,通过改变试件的冻融温度范围-20~23℃,-20~52℃,20~80℃和冻融循环的次数研究冻融循环对重竹地板性能的影响。结果表明:冻融循环会使重竹地板的重量降低,并且随着循环次数的推移,重量的变化率会逐渐趋于平缓;冻融循环对重竹地板的尺寸稳定性(线性膨胀)产生一定的影响;冻融循环会使得重竹地板24h吸水尺寸膨胀率增加;冻融循环会使得重竹地板出现裂隙现象,导致其静曲强度和弹性模量降低,弯曲性能变差。冻融循环加速了重竹地板的老化速度,使得其综合性能降低。 相似文献
9.
【目的】研究105 ℃恒温干燥115.5 h前后混凝土内部孔隙结构的演化规律,分析混凝土干燥前后孔隙结构对其强度的影响机理,为混凝土干燥工艺的确定提供参考。【方法】基于不同干燥温度下混凝土强度变化规律所确定的105 ℃恒温干燥115.5 h的干燥工艺,应用X-ray CT三维扫描技术分别对干燥处理前后的混凝土试件进行三维扫描,并对混凝土扫描数据进行三维重构,通过VG Studio MAX 2.2软件对其内部孔隙个数、直径、体积进行系统对比研究。【结果】经105 ℃恒温干燥处理115.5 h后,与干燥处理前相比,干燥后混凝土的孔隙率和孔隙个数均有所提高,其中孔隙率较干燥前增加了19.77%,孔隙个数增加了41.61%,单个最大孔隙体积增大了4.72%;大孔径孔隙个数所占比例降低,直径5.0~15.0 mm的大孔径孔隙所占比例仅为总孔隙数量的0.73%;小孔径孔隙比例增大,其中以直径0.5~1.0 mm的小孔径孔隙增长较为显著, 为干燥前的2.08倍。【结论】混凝土于105 ℃恒温干燥115.5 h,该干燥工艺的机理是总孔隙率增加,且小孔径孔隙比例增加而大孔径孔隙比例降低。总孔隙率增大对混凝土强度有降低效应,但小孔径孔隙比例的提高却对强度有增大效应,两种效应的叠加使混凝土强度损伤达到最小化。 相似文献
10.
《内蒙古农业大学学报(自然科学版)》2021,42(2):67-72
煤矸石路用性能的研究,对于煤矸石的消耗,减少污染有重要的意义。以掺量为4%、5%和6%水泥稳定煤矸石作为研究对象,进行无侧限抗压强度试验,并结合核磁共振试验对水泥稳定煤矸石孔隙密度和孔隙体积的变化,分析强度的形成。通过干缩试验、温缩试验和冻融循环试验,研究了低掺量水泥稳定煤矸石的耐久性。结果表明,水泥稳定煤矸石7 d无侧限抗压强度可以满足高速公路对基层材料的要求;水泥掺量的增加,可以降低水泥稳定煤矸石内部孔隙体积,提高密实度;干缩系数随龄期增长逐渐变大,后期趋于稳定;低温条件下水泥稳定煤矸石温缩应变较大,水泥掺量5%的抗温缩性能最佳;冻融循环5次后,水泥稳定煤矸石强度保证率都保持在90%左右,水泥剂量的增加有利于提高抗冻性能。 相似文献
11.
《新疆农业大学学报》2019,(3)
针对寒冷地区水工混凝土结构受冻融循环和动荷载作用后会影响其混凝土力学性能,采用混凝土自动快速冻融机进行大骨料混凝土抗冻性试验,再利用大型电液伺服静动三轴试验设备对其进行单轴动态抗拉试验。基于试验数据分析了不同冻融循环次数下的大骨料混凝土的破坏形态和质量损失率及单轴抗拉强度、峰值应力点的应变随冻融次数和应变速率的变化规律。结果表明,动态极限强度较静态极限强度提高的百分比随冻融循环次数增加呈降低趋势,冻融循环作用后单轴抗拉强度在应变速率为1×10~(-3)/s或1×10~(-2)/s时损失最多;在对试验结果分析的基础上建立了冻融循环和动态加载速率作用的大骨料混凝土单轴动态抗拉破坏准则。 相似文献
12.
模拟冻融循环对黑土黏化层孔隙结构的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
以东北典型黑土区耕地土壤为研究对象,采用室内模拟冻融以及CT(Computerized tomography)扫描相结合的方法,通过孔隙数目、平均面积、成圆率3个指标的量化与分析,研究了冻融循环对黏化层土壤孔隙特征的影响规律,以期为探明该区土壤侵蚀机理提供科学依据。研究结果表明,冻融循环不同程度地降低了原状土和填充土的孔隙数目和面积,均在循环3次时达到最低值,冻融循环对≥5 mm孔隙影响较为明显。相对原状土而言,前期含水量对黏化层填充土柱孔隙特征的影响较小。黏化层结构对模拟冻融循环的响应特征印证了季节性冻融循环对黑土区黏化层可蚀性的影响,进而诱发土壤侵蚀、促进沟蚀发展的可能。 相似文献
13.
【目的】根据渠道地基的运行特点,对浸水条件下的膨胀土渠道地基进行离心模拟试验。【方法】将模型离心加速度增加到60g,然后浸水并保持水头8.5 cm,再用各种传感器测量浸水过程中模型的表面位移、内部土压力和吸力。【结果】在上覆水压力作用下,膨胀土先发生压缩,然后由于水分浸入发生轻微膨胀,并导致侧压力系数逐渐增大。试验后对模型含水量和干密度的测定表明,模型内形成了含水量梯度,干密度随深度逐渐增加而增大。【结论】模型变形和内部土压力变化是模型内部含水量变化的结果,同时也受上覆压力影响;基质吸力主要与含水量有关,受重力加速度变化的影响较小。 相似文献
14.
【目的】探讨初始干密度、干湿循环作用及膨胀土体应变对黑龙江引嫩工程渠基膨胀土土水特征的影响,为松嫩平原地区膨胀土土体的渗流研究及其非饱和本构模型的建立提供参考。【方法】以黑龙江膨胀土为研究对象,采用高速恒温冷冻离心机,对4种不同初始干密度（1.45,1.53,1.58和1.63 g/cm3）重塑试样及同一初始干密度下1,3,5次干湿循环试样进行恒温冷冻离心试验,同时平行进行4种不同初始干密度下的收缩试验,并对膨胀土进行体应变修正;基于Gardner模型,建立可以考虑体应变及干湿循环影响的土水特征拟合公式。【结果】体应变修正后的土样体积含水率较修正前提高1.4%~2.8%,且基质吸力越高提高的幅度越大;初始干密度为1.45,1.53,1.58和1.63 g/cm3的4种试样的进气值分别为12.42,38.46,52.21和87.19 kPa,说明初始干密度越大进气值越大,且初始干密度越大试样的土水特征曲线越平缓,持水性越好;随循环次数增加,试样的持水性变差,但会在循环3次后趋于稳定;所建立的土水特征拟合公式能够同时描述基质吸力随初始孔隙比（或干湿循环次数）、体积含水率2个因素的变化规律。【结论】初始干密度及干湿循环作用对黑龙江膨胀土的土水特征曲线有显著影响,同时膨胀土自身性质引起的体应变对土水特征曲线影响较大,在分析膨胀土土水特征时要充分考虑以上因素的影响。 相似文献
15.
《内蒙古农业大学学报(自然科学版)》2017,(5)
采用室内试验的方法探究在水泥为固化剂、腐殖酸为污染源下,通过单轴、三轴、压汞试验对水泥固化煤化工废水污染土的应力-应变特性及孔隙结构进行研究。试验结果表明:固化煤化工废水污染土在不同污染物掺量下应力-应变曲线的变化规律基本一致,大体可分为三个阶段:弹性变形阶段、塑性屈服阶段、破坏阶段,并分析围压对固化煤化工废水污染土体应力-应变特性的影响规律;水泥固化污染土经不同冻融循环次数,试样的应力-应变曲线变化规律大致相近,呈应变软化型,且试样均呈现脆性破坏;水泥固化煤化工污染土随着水泥掺量增加,试样的孔隙减少,内部结构变密实,力学性能增强。 相似文献
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压实法是直接减轻渠基土冻胀的措施之一，在以往的实际工程中已取得了良好的防冻胀效果。因此，寻求在冻结过程中压实度等因素对冻胀规律的影响是重中之重。以盘锦市盘山灌区低液限粉质黏土为研究对象，分别将渠基土的压实度控制为87%、92%、97%，在单向冻结条件下进行封闭和开放系统下的室内冻融循环试验，经历冻胀1次、冻融2次后再冻胀、冻融4次后再冻胀，分析压实度对低液限粉质黏土冻融特性的影响规律。结果表明：针对封闭系统而言，压实度的增大对冻结锋面的形成时间影响较小；针对开放系统而言，压实使冻结历时均延长且比同一压实度下封闭系统的更长；无论封闭系统还是开放系统，压实度越大的土体内部，冻结锋面的迁移速率越慢，因而土体内部水分迁移速率减慢，含水率降低；封闭系统下，集中表现为含水率向3 cm上部冻结锋面附近集中；开放系统下，补给层水源补给的水分迁移高度约至冻结层的50%；多次冻融循环会使土体压实度减小，随冻融循环次数增加，土体结构呈稳定状态；随压实度增加土体冻胀率显著降低，后趋于平稳，对土体进行二次压实可以明显减轻冻融破坏的发生程度。兼顾实际灌区施工条件和经济效益综合分析得出：封闭系统下，渠基土选取压实度... 相似文献
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为探究冻融过程对畜禽粪便的粒径分布及其有机质组成的影响,通过湿筛法分析了经历冻融循环前后猪粪粒径分布的变化,并采用傅里叶变换红外光谱和13C核磁共振光谱对冻融循环处理前后猪粪中提取的有机质组分(溶解性有机质、腐植酸、木质素和蛋白质)的结构进行了表征。结果表明:冻融循环使猪粪的大颗粒发生破碎,并且随着冻融循环次数的增加,破碎的效果也更加明显,经过30次冻融循环处理的猪粪与未经冻融的样品相比,>1000μm的颗粒含量降低了6.73%,38~75μm和<38μm的颗粒含量则分别增加了5.94%和6.13%;冻融循环使猪粪的总有机质含量降低,溶解性有机质含量升高,不饱和有机质增加,并产生了更多的氨基酸以及—COO—和C=O基团。其中,溶解性有机质的芳香度降低,腐植酸和木质素的芳香度基本不变,而蛋白质的芳香度增加。研究表明,冻融循环可能会增加畜禽粪便在自然环境中的溶解度和流动性。 相似文献
18.
沙土掺黏土后土壤保水保肥性研究 总被引：2，自引：0，他引：2
采用室内土柱模拟的方法,研究不同剂量(0、176.60、235.46、294.33 g)的黏土对一定比例的混合沙土保水保肥能力的改良效果。结果表明,黏土能显著提高混合沙土的保水保肥能力。与对照相比,磷酸二铵溶液在加有黏土的土柱中渗透更慢,且渗透速率随黏土的施入量而减小;淋溶液中的铵态氮与有效磷总量随黏土施用量的增加而减少,说明黏土可以显著提高混合沙土的保水与保肥能力。 相似文献
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利用扫描电子显微镜和室内煤样试验手段,分析研究了寿阳七元煤矿15#煤层的煤岩特性,包括全岩矿物及黏土矿物分析、扫描电镜分析、煤岩对钻井液的膨胀性、煤岩表面润湿性等。研究结果表明,寿阳七元煤矿15#煤层煤岩中含有少量黏土矿物及碳酸盐岩矿物,煤岩内部微裂缝与溶孔发育,个别孔隙中充填有黏土矿物;煤岩在蒸馏水中表现出较强的水化膨胀效应,其次是KCl和聚合物溶液,且随着KCl和聚合物含量增加,膨胀性减弱;煤样表面对清水接触角68.3°,但亲水性比砂岩弱很多,属于弱亲水性。研究结果可为钻井工程实施方案的制定及分析判断钻井过程中煤储层的伤害机理研究提供依据。 相似文献
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李洪峰 《东北林业大学学报》2012,40(6):108-110,136
依托同三高速公路扩建工程方正—哈尔滨段加宽一侧粉质黏土路基,采用室内三轴试验方法,研究了不同压实度、不同含水率下不同冻融次数后土体强度指标的变化规律。试验结果表明粉质黏土冻融后强度指标发生规律性变化:土的黏聚力损失随着冻融次数增多而增大,同一压实度下含水率高的土体黏聚力损失幅度较大;土的内摩擦角随着冻融次数的增多有逐渐增长的趋势,但增长幅度较小。运用Matlab对试验数据进行回归分析,建立了同一压实度下粉质黏土黏聚力、内摩擦角与含水率和冻融次数的回归方程。该方程能够直观模拟冻融对粉质黏土强度指标的影响规律,计算结果与实测结果吻合良好,可用于冻融后粉质黏土黏聚力和内摩擦角的计算。 相似文献