隧道衬砌钢纤维混凝土的力学特性与微观机制研究

为了增强隧道衬砌结构的安全性与耐久性,将钢纤维掺入喷射混凝土中进行改性处理。通过开展系列力学试验,深入探讨了钢纤维掺量、养护时间对混凝土试件强度与变形特征的影响规律,并借助微观图像技术对钢纤维增强机制进行细致分析。研究发现:钢纤维的加入显著提升了混凝土的抗压强度与延展性;养护时间的延长导致钢纤维混凝土强度的增长速率逐渐下降,尤其在初始的7天内增长迅速;此外,钢纤维混凝土的抗压强度随着钢纤维掺量的增加呈现先上升后下降的趋势,钢纤维掺量为0.5%时,抗压强度达到最大值;钢纤维在混凝土中起到了桥接裂缝与缓冲整体失稳的重要作用。

木质素抑制黄土湿陷性试验研究

黄土湿陷性常引发黄土地区构筑物基础发生沉降甚至破坏,给黄土地区基础设施建设造成了严重的威胁。通过改良黄土可减轻和降低湿陷性的危害,拟采用绿色可降解工业废料木质素对湿陷性黄土进行改良,发现木质素改性黄土可显著减轻黄土湿陷性的危害,并从形变机制和微结构两方面对改良机制进行解释。研究结果表明:2%木质素掺量的黄土试样,其原有的强烈湿陷性已基本消除,改良效果在4%木质素掺量达到峰值;从形变机制看,木质素的加入改变了其结构特征,原本由湿陷性导致的结构失稳在加压期间被释放,致使改良土受湿陷影响降低;从微结构角度看,木质素会使黄土颗粒之间产生新的胶结物,使颗粒之间的联结力增强,从而提升其改良效果。通过室内试验验证木质素在抑制湿陷方面的有效性,2%木质素掺量即可达到改良效果且具有量省效宏的优点,同时符合绿色施工理念并提高工业副产品木质素的利用率,为实际工程解决湿陷问题提供新参考。

考虑流固耦合效应的砂土注浆加固机理分析

砂土层具有典型的非均质性和原位变异性,注浆过程存在浆液与砂层的流固耦合效应。将随机性与分形理论结合,基于Diamond-square算法构建考虑砂土力学性能参数空间变异性的物理模型,采用精细化的流固耦合多物理场模型,对浆液在砂土介质中的扩散规律进行分析,并探讨注浆前后砂土在荷载作用下的应力和变形特性。研究表明构建的砂土随机分形模型,能够反映地层地质信息条件的差异性,可以准确揭示复杂应力、结构状态下,砂土注浆的基本规律和特征。浆液沿孔深呈不规则形状扩散,不同深度处浆液有效扩散半径各不相同,浆液扩散变化、有效填充范围,与砂土分形结构呈现高度一致性。注浆加固前砂土结构松散,应力传递方式单一,加固后砂土胶凝形成二次结构,荷载传递过程中产生应力集中现象,砂土承载潜力得到充分发挥。注浆加固减小了砂土层的沉降变形,显著提升了砂土的物理力学性能。

提高砂基透水砖耐候性能的研究

砂基透水砖作为一种具有卓越透水性和环保特性的建筑材料,在近年来受到了广泛关注。然而,实际应用中,其耐候性能存在一定的局限,尤其是如果在长期户外暴露环境下,可能出现性能下降、劣化和褪色等问题。为了解决这一挑战,本研究通过添加二氧化钛和氧化稳定剂,旨在提高砂基透水砖的耐候性能和力学性能。系统研究了不同添加量的二氧化钛和氧化稳定剂对砂基透水砖性能的影响,寻找最佳添加量以改善耐候性和力学性能。实验结果表明,添加适度的二氧化钛有效减轻了紫外线侵害,显著增强了砖的抗压强度。同时,合理添加氧化稳定剂进一步提高了砖的耐热性和整体稳定性。通过这一研究,成功制备了一种新型的砂基透水砖,其耐候性和力学性能明显优于传统产品。这为解决砂基透水砖在户外应用中的耐候性和力学性能问题提供了有力的解决方案,也为相关领域的研究提供了重要参考。

大掺量RAP再生沥青混合料设计及路用性能研究

文中通过室内试验,分析了不同RAP掺量下再生沥青混合料的配合比设计关键参数和关键路用性能的变化规律。结果表明,随着RAP掺量的增大,沥青混合料最佳油石比些许增加,空隙率和矿料间隙率逐渐增加,马歇尔稳定度逐渐增大;随着RAP掺量的增加,混合料的动稳定度逐渐增大,而低温破坏应变不断减小,劈裂抗拉强度比逐渐降低,疲劳荷载逐渐增大,疲劳寿命逐渐减小;研究成果表明了大掺量RAP再生沥青混合料的可行性。

PVA纤维水泥稳定碎石力学性能及耐久性能研究

为改善水泥稳定碎石力学及耐久性能,研究了不同PVA纤维长度与掺量下水泥稳定碎石系列力学性能,确定了PVA纤维最佳掺配长度及掺量。在此基础上,借助冻融循环与疲劳试验,研究了普通水泥稳定碎石与PVA纤维水泥稳定碎石耐久性能差异。结果表明:随着PVA纤维长度或掺量的增大,PVA纤维水泥稳定碎石系列力学性能均先增大后减小;长度12 mm、掺量0.9 kg/m^(3)的PVA纤维水泥稳定碎石综合性能最佳;28 d龄期时,在冻融5、10、15次后,长度12 mm、掺量0.9 kg/m^(3)的PVA纤维水泥稳定碎石抗压强度保持率为90.21%~84.39%;长度12 mm、掺量0.9 kg/m^(3)的PVA纤维水泥稳定碎石在应力强度比为0.7~0.8下,疲劳寿命提升了13529%~17501%。

生物质灰渣轻质土的制备及力学性能研究

为解决生物质发电所产生的大量生物质灰渣堆积问题,本文以生物质灰渣作为原材料,采用水泥、粉煤灰作为胶结料,制备了一种轻质、高强、流动性好的生物质灰渣轻质土。以稠度和强度作为控制指标,采用正交试验分析不同因素的影响从而确定最佳配合比,然后在最佳配合比下开展生物质灰渣轻质土的无侧限抗压强度试验和耐久性试验。试验结果表明:胶结料中水泥占比、水固比对强度影响较大,水固比、混合料中胶结料占比对稠度影响较大;生物质灰渣轻质无侧限抗压强度随龄期和胶结料掺量增加而增加;在耐久性方面,生物质灰渣轻质土水稳定性、冻融稳定性均随着胶结料掺量的增加而增加。

废玻璃沥青混合料性能的试验研究

将废玻璃用于沥青混合料来铺筑沥青路面,有助于废物利用和环境保护,并对沥青层的表面特征产生一定影响.废玻璃在沥青路面中应用的关键是改善玻璃与沥青的粘附性,试验结果表明,采用高粘度的改性沥青或以水泥作为抗剥落剂可以有效地提高玻璃与沥青的粘附性.掺加一定比例的废玻璃对沥青混合料的设计沥青用量影响不大,但会降低沥青混合料的密度,并使沥青混合料试件的马歇尔稳定度、抗车辙能力和抗滑性略有降低;随着废玻璃用量的增加,沥青层表面的反光性增加.

耐火钢的开发与应用综述

介绍了国内外耐火钢的发展情况.重点叙述了耐火钢的性能指标、合金化原理、生产工艺、组织和性能的研究情况以及国内外有关耐火钢的工业试制和实际应用情况,为国内进一步开展耐火钢的研究工作和推广应用提供参考.

北江重金属镉污染事故数值模拟

针对2005年12月发生在北江流域的重金属镉污染事故,建立了一维河流重金属迁移转化模型,结合污染事故实测资料,对模型进行了参数率定和验证.从计算结果来看,当水体中镉浓度值较大时,重金属模型计算值与实测值拟合效果较好,而镉浓度值较低时,则拟合效果不理想,此外,水体中镉浓度随着水流运动由上游向下游递减,这说明重金属在吸附、沉降作用下逐步沉积到底泥中.

耦联剂-水泥乳化沥青混合料的成型方法及抗压强度研究

适宜掺量的耦联剂能够改善水泥乳化沥青混合料胶凝材料-集料的界面结构，提高混合料性能．采用最大公称粒径为19．0mm的集料，通过正交试验方法，分析耦联剂用量、沥青用量及水泥掺量（重点分析耦联剂用量）对马歇尔试件早期、后期马歇尔力学指标以及旋转压实成型试件（常温7d养生）的单轴抗压强度的影响情况．对比马歇尔试验和单轴抗压试验结果，并考虑混合料性能要求和经济性，推荐原材料适宜掺量为：耦联剂水溶液（m（耦联剂）：m（水）=1：3）4％，乳化沥青7％～8％，水泥2％～3％．对比旋转压实1次成型旋转压实试件和2次击实成型马歇尔试件的空隙率，结果表明，2次击实方法得到的试件空隙率小，更加密实．

初始空隙率对沥青混合料性能影响的试验研究

在室内试验和现场测试的基础上,分析初始空隙率大小对沥青混合料抗车辙能力、水稳定性、强度和渗透性能的影响,探讨沥青混合料空隙率的界限值.

空隙率对沥青混合料性能影响

基于室内试验并以AC13为例,对空隙率与沥青饱和度和吸水率、沥青混合料力学性能(模量、劈裂强度,抗剪强度)、冻融劈裂强度(比)及疲劳寿命间关系展开研究.研究结果表明:空隙率影响沥青混合料性能,其间存在很好的相关性;随着沥青混合料的空隙率增大,沥青饱和度降低,吸水率增大;空隙率增大,沥青混合料力学性能(模量、劈裂强度、抗剪强度)降低;空隙率增大,沥青混合料冻融劈裂强度降低,冻融劈裂强度比减小,沥青混合料抗水损坏性能降低;随着空隙率增大,沥青混合料剪切疲劳寿命减少.

基于软硬沥青复配的沥青混合料温拌技术的研究与应用

基于软硬沥青复配技术,实施沥青混合料的温拌配制.阐述该类温拌沥青混合料的技术原理、制备工艺和配合比设计关键;测试该类混合料的路用性能,并用于沥青路面工程铺筑.室内试验和现场检测结果表明,与同级配类型的、基质沥青配制的热拌沥青混合料相比,该类沥青混合料的高温稳定性和抗疲劳性略胜一筹,水稳定性相当;现场拌和温度可以降低30℃左右,摊铺和碾压过程中的降温幅度较低,更易压实;可以有效降低拌和、摊铺和压实过程中的废气排放水平.

粗细级配混合料抗永久变形能力评估

通过沥青路面分析仪 (APA)车辙试验 ,探讨精细级配沥青混合料的抗永久变形能力 ,并从沥青混合料体积结构与沥青膜厚度的角度对试验结果进行分析 .试验与分析结果表明 ,对于悬浮密实型结构的沥青混合料 ,粗集料空隙率与粗集料级配和混合料抗永久变形能力之间没有必然联系 ;细集料空隙率与细集料级配密切相关 ,影响混合料的设计沥青用量 ,从而对混合料抗永久变形能力产生显著影响 ;沥青膜厚度是影响混合料抗永久变形能力的主要因素 ,在超载作用条件下 。

膨胀土干湿循环试验研究

研究目的:通过中等膨胀土扰动击实样品的不同干湿循环路径,进行1~12次的干湿循环试验,探讨抗剪强度、膨胀率、膨胀力与干湿循环路径、循环次数的关系,明确干湿循环的试验条件以及干湿循环特征循环参数,从而为膨胀土边坡稳定性分析提供干湿循环试验依据。研究结论:(1)中等膨胀土扰动击实试样的干湿循环试验,随着干湿循环次数的增加,抗剪强度随之减小,经过5次干湿循环后,抗剪强度收敛趋于稳定;(2)经干湿循环后,膨胀土的膨胀率和膨胀力均具不可逆性,随着干湿循环次数增加而随之减小,5次干湿循环后膨胀率和膨胀力收敛趋于稳定,5次干湿循环可以作为干湿循环试验的特征循环参数;(3)本研究成果可作为干湿循环的标准试验方法,为膨胀土边坡稳定性分析提供依据。

废旧轮胎再生橡胶粉对沥青物理性能及流变性能的影响

将废旧轮胎再生橡胶粉用作沥青改性剂,具有经济和技术可行性。拟定5%、10%、15%、20%和25%5个橡胶粉掺量,选用道路工程常用的70号沥青,采用熔融共混的方法制备橡胶粉改性沥青。采用传统方法对橡胶粉改性沥青的物理性能进行研究,同时采用动态剪切流变仪和弯曲梁流变仪分别对橡胶粉改性沥青的高温和低温流变性能进行研究,评价橡胶粉及其掺量对70号沥青路用性能的影响。结果表明,随着橡胶粉掺量的增大,基质沥青的针入度显著降低,软化点增大,粘度增大,延度整体呈减小趋势;离析软化点先增大后减小,胶粉掺量为15%时,软化点差值最大。动态剪切流变仪试验结果表明,橡胶粉能够显著提高70号沥青的抗车辙性能,且橡胶粉掺量越大,改善效果越显著。弯曲梁流变仪试验结果显示,随着橡胶粉掺量的增大,橡胶粉改性沥青的劲度模量(S)和蠕变速率(m)均减小。5%和10%掺量橡胶粉使得70号基质沥青的PG低温等级提高了一个等级,15%、20%和25%掺量橡胶粉对70号基质沥青的PG低温等级没有影响。

阻燃沥青混合料阻燃抑烟性能及路用性能研究

设计沥青混合料直接燃烧试验,以试件燃烧时间、表面温度为指标评价阻燃剂对沥青混合料阻燃性能的影响;提出试件燃烧时烟雾面积的计算方法,以烟雾面积大小判别阻燃剂的抑烟效果;设计沥青混合料的路用性能试验,评价阻燃剂对沥青混合料路用性能的影响.结果表明:阻燃剂掺量越大,沥青的氧指数越高,沥青混合料试件的燃烧时间越短,表面温度越低,抑烟性能越好.阻燃效果较好的酸性阻燃剂会显著降低沥青混合料的高温稳定性和水稳定性.阻燃剂在沥青铺面工程中的适用性必须综合考虑其对沥青混合料阻燃性能和路用性能的影响.

级配曲线走向与沥青混凝土空隙率关系的研究

基于11组不同走向矿料级配的沥青混合料试验数据,对沥青混合料空隙率随级配曲线走向改变的变化规律进行了研究,分析了沥青混合料空隙率对级配变化的敏感程度.随着细集料由偏细的上限级配变化到偏粗的下限级配,沥青混合料空隙率逐渐变大;粗集料采用中间级配时空隙率最小,采用上限级配时空隙率最大.秩和检验表明:粗、细集料及4.75mm通过率的变化均对沥青混合料空隙率产生影响.其中,细集料级配的变化是导致沥青混合料空隙率变化的最显著因素.

基于热平衡原理的沥青混合料比热容试验

基于热平衡原理,设计了沥青混合料比热容测试系统,阐述了系统各参数的确定方法及热量损失的标定方法.采用已知比热容的黄铜,验证测试系统的可靠性.利用该测试系统,测定了多种沥青混合料在60~70℃的比热容.通过考察可知：沥青混合料比热容与空隙率大小成正相关;随集料种类变化的沥青混合料,比热容大小排序为c（蛇纹岩）〉c（角闪岩）〉c（石灰岩）〉c（辉绿岩）〉c（花岗岩）;随沥青种类变化的沥青混合料,SBSI-C改性沥青混合料比热容大于基质沥青混合料比热容;所测试沥青混合料比热容大小为750~1 150 J·（kg·℃）-1.