冻土的动态拉伸强度和破坏特性在涉及冻土工程高效破碎和安全稳定性分析领域具有重要的参考价值。为研究负温和加载率对冻土动态拉伸性能的影响,利用铝质分离式Hopkinson压杆试验系统开展了冻土的动态巴西圆盘劈裂试验,结合高速摄像系统,分析了温度和加载率对冻土动态拉伸强度、能量耗散和破坏模式的影响,探讨了冻土巴西圆盘的劈裂破坏机理及动态拉伸强度的影响因素。结果表明:冲击荷载作用下,冻结黏土和冻结砂土巴西圆盘试样均遵循中心起裂的破坏模式,试件破坏为沿轴向相对完整的两半;随着冲击气压的增加,两种冻土的加载率均呈线性增大;两种冻土达到动态拉伸峰值应力所需的时间在92~242μs范围内;两种冻土的动态拉伸强度均存在明显的温度效应和加载率效应,动态拉伸强度随温度的降低和加载率的增加而增大;不同负温条件下两种冻土的吸收能与动态拉伸强度均存在较好的线性关系;冲击气压的增加会导致冻土试样的破坏程度加剧,高剪切应力引起的三角破碎区面积逐渐增大。
冻土的动态拉伸强度和破坏特性在涉及冻土工程高效破碎和安全稳定性分析领域具有重要的参考价值。为研究负温和加载率对冻土动态拉伸性能的影响,利用铝质分离式Hopkinson压杆试验系统开展了冻土的动态巴西圆盘劈裂试验,结合高速摄像系统,分析了温度和加载率对冻土动态拉伸强度、能量耗散和破坏模式的影响,探讨了冻土巴西圆盘的劈裂破坏机理及动态拉伸强度的影响因素。结果表明:冲击荷载作用下,冻结黏土和冻结砂土巴西圆盘试样均遵循中心起裂的破坏模式,试件破坏为沿轴向相对完整的两半;随着冲击气压的增加,两种冻土的加载率均呈线性增大;两种冻土达到动态拉伸峰值应力所需的时间在92~242μs范围内;两种冻土的动态拉伸强度均存在明显的温度效应和加载率效应,动态拉伸强度随温度的降低和加载率的增加而增大;不同负温条件下两种冻土的吸收能与动态拉伸强度均存在较好的线性关系;冲击气压的增加会导致冻土试样的破坏程度加剧,高剪切应力引起的三角破碎区面积逐渐增大。
冻土的动态拉伸强度和破坏特性在涉及冻土工程高效破碎和安全稳定性分析领域具有重要的参考价值。为研究负温和加载率对冻土动态拉伸性能的影响,利用铝质分离式Hopkinson压杆试验系统开展了冻土的动态巴西圆盘劈裂试验,结合高速摄像系统,分析了温度和加载率对冻土动态拉伸强度、能量耗散和破坏模式的影响,探讨了冻土巴西圆盘的劈裂破坏机理及动态拉伸强度的影响因素。结果表明:冲击荷载作用下,冻结黏土和冻结砂土巴西圆盘试样均遵循中心起裂的破坏模式,试件破坏为沿轴向相对完整的两半;随着冲击气压的增加,两种冻土的加载率均呈线性增大;两种冻土达到动态拉伸峰值应力所需的时间在92~242μs范围内;两种冻土的动态拉伸强度均存在明显的温度效应和加载率效应,动态拉伸强度随温度的降低和加载率的增加而增大;不同负温条件下两种冻土的吸收能与动态拉伸强度均存在较好的线性关系;冲击气压的增加会导致冻土试样的破坏程度加剧,高剪切应力引起的三角破碎区面积逐渐增大。
为了评价冻土区路基的稳定性,本文对土体长期振动荷载下的动力特性进行研究,通过室内试验和理论分析相结合的手段对青藏铁路沿线填土的动力力学特性(动剪切模量和阻尼比)进行了分析。首先开展了室内固结不排水长期循环三轴试验,分析了不同负温、循环应力比对路基粉质黏土和地基砂土的动剪切模量和阻尼比等动力特性的影响。结果表明,路基粉质黏土的动剪切模量与温度呈现明显的负相关性,且随着循环应力比增大而呈现出较明显的增长趋势,阻尼比随着动剪切模量的增长而减小;地基砂土的动剪切模量和阻尼比受温度的影响与粉质黏土的响应规律呈现相同趋势,在温度为–10℃与循环应力比为0.2的相同条件下动剪切模量增至1.22倍,而阻尼比则减少到0.66倍。值得注意的是,砂土动剪切模量在循环应力比约为1时响应达到峰值,即动应力幅值达到围压时循环应力比增大,阻尼比增大而动剪切模量则呈现减小的趋势。随后在Wichtmann提出的高周循环模型基础上,建立了动剪切模量预测模型,能良好地反映动剪切模量在温度和循环应力比影响下,随振动次数变化的响应规律,通过拟合参数w0反映动剪切模量随循环应力比先增后减的规律,拟合数学关系...
为了评价冻土区路基的稳定性,本文对土体长期振动荷载下的动力特性进行研究,通过室内试验和理论分析相结合的手段对青藏铁路沿线填土的动力力学特性(动剪切模量和阻尼比)进行了分析。首先开展了室内固结不排水长期循环三轴试验,分析了不同负温、循环应力比对路基粉质黏土和地基砂土的动剪切模量和阻尼比等动力特性的影响。结果表明,路基粉质黏土的动剪切模量与温度呈现明显的负相关性,且随着循环应力比增大而呈现出较明显的增长趋势,阻尼比随着动剪切模量的增长而减小;地基砂土的动剪切模量和阻尼比受温度的影响与粉质黏土的响应规律呈现相同趋势,在温度为–10℃与循环应力比为0.2的相同条件下动剪切模量增至1.22倍,而阻尼比则减少到0.66倍。值得注意的是,砂土动剪切模量在循环应力比约为1时响应达到峰值,即动应力幅值达到围压时循环应力比增大,阻尼比增大而动剪切模量则呈现减小的趋势。随后在Wichtmann提出的高周循环模型基础上,建立了动剪切模量预测模型,能良好地反映动剪切模量在温度和循环应力比影响下,随振动次数变化的响应规律,通过拟合参数w0反映动剪切模量随循环应力比先增后减的规律,拟合数学关系...
为了评价冻土区路基的稳定性,本文对土体长期振动荷载下的动力特性进行研究,通过室内试验和理论分析相结合的手段对青藏铁路沿线填土的动力力学特性(动剪切模量和阻尼比)进行了分析。首先开展了室内固结不排水长期循环三轴试验,分析了不同负温、循环应力比对路基粉质黏土和地基砂土的动剪切模量和阻尼比等动力特性的影响。结果表明,路基粉质黏土的动剪切模量与温度呈现明显的负相关性,且随着循环应力比增大而呈现出较明显的增长趋势,阻尼比随着动剪切模量的增长而减小;地基砂土的动剪切模量和阻尼比受温度的影响与粉质黏土的响应规律呈现相同趋势,在温度为–10℃与循环应力比为0.2的相同条件下动剪切模量增至1.22倍,而阻尼比则减少到0.66倍。值得注意的是,砂土动剪切模量在循环应力比约为1时响应达到峰值,即动应力幅值达到围压时循环应力比增大,阻尼比增大而动剪切模量则呈现减小的趋势。随后在Wichtmann提出的高周循环模型基础上,建立了动剪切模量预测模型,能良好地反映动剪切模量在温度和循环应力比影响下,随振动次数变化的响应规律,通过拟合参数w0反映动剪切模量随循环应力比先增后减的规律,拟合数学关系...
为研究高寒低负温冻土地区混凝土强度增长机理,在4种不同入模温度工况下,进行高寒持续负温(-5℃)养护下混凝土水化热、强度、微观结构研究。研究表明,在持续-5℃养护条件下,水泥水化可分为早期快速水化、中期较快水化和后期缓慢水化三个阶段;从微观无害孔、少害孔、有害孔和多害孔角度分析了孔径分布对混凝土强度发展机理的影响;采取适当的入模温度是保证高寒低负温环境下混凝土强度增长的有效措施;结合试验数据,提出负温环境下混凝土不同入模温度,28 d龄期时混凝土孔隙率、不同龄期混凝土强度计算预测公式,并验证了其准确性,计算公式可为实际冻土区混凝土强度发展规律的预测、计算提供参考和借鉴。
为研究高寒低负温冻土地区混凝土强度增长机理,在4种不同入模温度工况下,进行高寒持续负温(-5℃)养护下混凝土水化热、强度、微观结构研究。研究表明,在持续-5℃养护条件下,水泥水化可分为早期快速水化、中期较快水化和后期缓慢水化三个阶段;从微观无害孔、少害孔、有害孔和多害孔角度分析了孔径分布对混凝土强度发展机理的影响;采取适当的入模温度是保证高寒低负温环境下混凝土强度增长的有效措施;结合试验数据,提出负温环境下混凝土不同入模温度,28 d龄期时混凝土孔隙率、不同龄期混凝土强度计算预测公式,并验证了其准确性,计算公式可为实际冻土区混凝土强度发展规律的预测、计算提供参考和借鉴。
为研究高寒低负温冻土地区混凝土强度增长机理,在4种不同入模温度工况下,进行高寒持续负温(-5℃)养护下混凝土水化热、强度、微观结构研究。研究表明,在持续-5℃养护条件下,水泥水化可分为早期快速水化、中期较快水化和后期缓慢水化三个阶段;从微观无害孔、少害孔、有害孔和多害孔角度分析了孔径分布对混凝土强度发展机理的影响;采取适当的入模温度是保证高寒低负温环境下混凝土强度增长的有效措施;结合试验数据,提出负温环境下混凝土不同入模温度,28 d龄期时混凝土孔隙率、不同龄期混凝土强度计算预测公式,并验证了其准确性,计算公式可为实际冻土区混凝土强度发展规律的预测、计算提供参考和借鉴。
为了研究不同入模温度下的水泥水化放热规律,采用溶解热法对持续负温环境下的水泥进行水化热测定试验。为了对冻土区水泥水化热进行定量分析及预测,采用指数、幂指数、复合指数、双曲线函数、对数模型这5种水化放热模型对试验数据进行拟合及误差分析,最终建立冻土区入模温度-水化热的预测模型。研究结果表明:在持续负温环境下,水泥水化放热速率减慢,随着入模温度升高,水泥的累计水化热和水化放热速率均提高;提高入模温度有利于负温环境下水泥水化放热,且入模温度越高水泥水化愈充分;在水化过程后期,负温抑制水泥水化的不利影响将会减弱。在5种预测模型中,双曲线函数模型可以较好地预测持续负温环境下水泥水化热随龄期变化的规律。本文所提模型可有效预测持续负温环境下不同入模温度工况对应的水泥水化热。