【目的】黄土广泛分布在我国西北地区,其特有的大孔隙结构和垂直节理发育特征,在冻融循环作用下,易引发冻胀、融沉以及裂缝扩展等工程问题,对寒区工程的稳定性与耐久性构成严重威胁。针对此问题,选择采用木质素与矿渣对青海西宁地区黄土进行碳化改良,探讨改良黄土的冻融特性及微观机理。【方法】通过一维冻融循环模型试验,系统分析开放条件下冻融循环作用对改良黄土温度变化、水分迁移、冻胀力、冻胀量及变形性能的影响规律,同时采用扫描电镜试验和X射线衍射试验对土体微观结构与成分变化进行分析。【结果】结果显示:改良土体展现出卓越的保温性能,35cm以下深度温度始终保持在0℃以上,未发生冻结现象;水分迁移主要发生在30cm深度范围内,且补水量低于重塑黄土;改良土体的冻胀力主要集中在10cm深度范围内,最大冻胀量为20mm,较重塑黄土降低20%;在冻融循环前后,改良黄土均保持较高的动应力水平。【结论】结果表明:改良黄土表现出优异的抗冻性能,同时,改良土体在冻融循环前后均具有较高的刚度和抗变形能力,能够有效抵抗循环荷载引起的结构劣化。木质素与矿渣的协同改良机理主要体现在化学反应、物理填充和结构增强三个层面:木质素通过其...
【目的】黄土广泛分布在我国西北地区,其特有的大孔隙结构和垂直节理发育特征,在冻融循环作用下,易引发冻胀、融沉以及裂缝扩展等工程问题,对寒区工程的稳定性与耐久性构成严重威胁。针对此问题,选择采用木质素与矿渣对青海西宁地区黄土进行碳化改良,探讨改良黄土的冻融特性及微观机理。【方法】通过一维冻融循环模型试验,系统分析开放条件下冻融循环作用对改良黄土温度变化、水分迁移、冻胀力、冻胀量及变形性能的影响规律,同时采用扫描电镜试验和X射线衍射试验对土体微观结构与成分变化进行分析。【结果】结果显示:改良土体展现出卓越的保温性能,35cm以下深度温度始终保持在0℃以上,未发生冻结现象;水分迁移主要发生在30cm深度范围内,且补水量低于重塑黄土;改良土体的冻胀力主要集中在10cm深度范围内,最大冻胀量为20mm,较重塑黄土降低20%;在冻融循环前后,改良黄土均保持较高的动应力水平。【结论】结果表明:改良黄土表现出优异的抗冻性能,同时,改良土体在冻融循环前后均具有较高的刚度和抗变形能力,能够有效抵抗循环荷载引起的结构劣化。木质素与矿渣的协同改良机理主要体现在化学反应、物理填充和结构增强三个层面:木质素通过其...
【目的】黄土广泛分布在我国西北地区,其特有的大孔隙结构和垂直节理发育特征,在冻融循环作用下,易引发冻胀、融沉以及裂缝扩展等工程问题,对寒区工程的稳定性与耐久性构成严重威胁。针对此问题,选择采用木质素与矿渣对青海西宁地区黄土进行碳化改良,探讨改良黄土的冻融特性及微观机理。【方法】通过一维冻融循环模型试验,系统分析开放条件下冻融循环作用对改良黄土温度变化、水分迁移、冻胀力、冻胀量及变形性能的影响规律,同时采用扫描电镜试验和X射线衍射试验对土体微观结构与成分变化进行分析。【结果】结果显示:改良土体展现出卓越的保温性能,35cm以下深度温度始终保持在0℃以上,未发生冻结现象;水分迁移主要发生在30cm深度范围内,且补水量低于重塑黄土;改良土体的冻胀力主要集中在10cm深度范围内,最大冻胀量为20mm,较重塑黄土降低20%;在冻融循环前后,改良黄土均保持较高的动应力水平。【结论】结果表明:改良黄土表现出优异的抗冻性能,同时,改良土体在冻融循环前后均具有较高的刚度和抗变形能力,能够有效抵抗循环荷载引起的结构劣化。木质素与矿渣的协同改良机理主要体现在化学反应、物理填充和结构增强三个层面:木质素通过其...
寒区矿产资源开采受冻融影响,我国在冻寒区进行大型矿产资源开发以及工程建设时,必须要进行岩土冻融循环的力学性质研究和冻融损伤岩石破裂机理的本质研究以及岩土灾害的预防以及控制研究。基于此,整理了冻融损伤国内外研究现状,为寒区工程建设提供理论基础。
寒区矿产资源开采受冻融影响,我国在冻寒区进行大型矿产资源开发以及工程建设时,必须要进行岩土冻融循环的力学性质研究和冻融损伤岩石破裂机理的本质研究以及岩土灾害的预防以及控制研究。基于此,整理了冻融损伤国内外研究现状,为寒区工程建设提供理论基础。
寒区矿产资源开采受冻融影响,我国在冻寒区进行大型矿产资源开发以及工程建设时,必须要进行岩土冻融循环的力学性质研究和冻融损伤岩石破裂机理的本质研究以及岩土灾害的预防以及控制研究。基于此,整理了冻融损伤国内外研究现状,为寒区工程建设提供理论基础。
在寒区进行矿产资源开发,将必然面临水、低温、高温差等恶劣环境引起矿区岩质边坡稳定性降低带来的安全隐患,基于此,从冻融循环作用下岩石损伤的影响因素和损伤特征两个方面,详细收集和整理了冻融循环作用下岩石损伤研究现状,分析现有研究成果并总结不足,为寒区冻结岩石研究提供理论基础。
在寒区进行矿产资源开发,将必然面临水、低温、高温差等恶劣环境引起矿区岩质边坡稳定性降低带来的安全隐患,基于此,从冻融循环作用下岩石损伤的影响因素和损伤特征两个方面,详细收集和整理了冻融循环作用下岩石损伤研究现状,分析现有研究成果并总结不足,为寒区冻结岩石研究提供理论基础。
寒区大温差环境下封闭工程结构层覆盖于地基上,导致水分聚集在结构层底部形成"锅盖效应",引起地基承载力降低,加剧工程冻融病害。随着"一带一路"的推进,寒区高等级公路、油气站场、机场跑道建设涉及的锅盖效应病害亟需解决。调查了寒区公路路基、高铁无砟轨道基床、机场跑道、输油站场面临的锅盖效应病害,从病害特征、形成机理、理论模型、防控技术等四个方面,综述了寒区工程锅盖效应形成机理及病害防治的最新进展。同时,在总结当前锅盖效应研究不足的基础上,提出了今后寒区工程锅盖效应理论研究和灾害控制措施的方向:(1)关注水汽含量的测试和多年冻土区锅盖效应形成条件研究;(2)构建考虑空气-水汽两相流和土体变形规律的水-汽-热-力耦合模型,以此来预测工程构筑物的稳定性;(3)开展基于"阻-通-截"理念的综合防治措施研究,以期为寒区工程设计和病害防治提供理论支持和科学对策。
寒区大温差环境下封闭工程结构层覆盖于地基上,导致水分聚集在结构层底部形成"锅盖效应",引起地基承载力降低,加剧工程冻融病害。随着"一带一路"的推进,寒区高等级公路、油气站场、机场跑道建设涉及的锅盖效应病害亟需解决。调查了寒区公路路基、高铁无砟轨道基床、机场跑道、输油站场面临的锅盖效应病害,从病害特征、形成机理、理论模型、防控技术等四个方面,综述了寒区工程锅盖效应形成机理及病害防治的最新进展。同时,在总结当前锅盖效应研究不足的基础上,提出了今后寒区工程锅盖效应理论研究和灾害控制措施的方向:(1)关注水汽含量的测试和多年冻土区锅盖效应形成条件研究;(2)构建考虑空气-水汽两相流和土体变形规律的水-汽-热-力耦合模型,以此来预测工程构筑物的稳定性;(3)开展基于"阻-通-截"理念的综合防治措施研究,以期为寒区工程设计和病害防治提供理论支持和科学对策。