掺合料对混凝土早期碳化深度影响的试验研究

通过自然暴露环境条件下掺合料混凝土的早期碳化试验,分析了粉煤灰掺量、矿渣掺量、煤矸石掺量对单掺混凝土碳化深度的影响规律,探讨了双掺掺合料对混凝土碳化深度发展规律的交互作用,并基于试验数据建立了掺合料碳化速度影响系数的表达式。结果表明:单掺粉煤灰掺量小于15%时混凝土的碳化深度略有减小但掺量超过15%后碳化深度随粉煤灰掺量的增加而增加,单掺矿渣混凝土的碳化深度随矿渣掺量的增加而增加,单掺小于20%的煤矸石使混凝土早期抗碳化性能提高但掺入超过30%的煤矸石后混凝土碳化深度明显增加;随着粉煤灰掺量的增加,双掺粉煤灰和矿渣、双掺粉煤灰和煤矸石的混凝土碳化深度增加,在粉煤灰混凝土中掺入25%矿渣或20%煤矸石后混凝土的碳化深度变化较小;在煤矸石混凝土中掺入25%~40%的矿渣时混凝土的碳化深度无明显变化但再掺入超过40%的矿渣时碳化深度明显增大,在矿渣混凝土中掺入20%煤矸石后混凝土的碳化深度增长约40%。

基于行车试验的高铁路基面动应力幅值概率分布规律及设计值研究

高速列车荷载作用下路基动应力的大小直接影响到路基沉降变形及长期动力稳定性,现很多高铁线路路基动力响应数据仍处于“信息孤岛”状态,信息共享不充分和综合再分析不够,较难获得更具普遍意义和价值的路基动应力响应规律。鉴于此,采用现场实测、调研收集和数理统计分析的方法研究高速列车荷载作用下路基面动应力大小及概率分布规律,探讨《高速铁路设计规范》中路基面设计动应力幅值计算公式的适应性,并提出高铁路基面设计动应力幅值的计算公式。主要结论如下:(1)高铁无砟、有砟轨道路基面动应力幅值均服从正态分布,并统计获得了其特征值(均值μ、标准差δ,“3δ规则”的上下限值);(2)路基面动应力幅值与列车速度的关系:对于高铁无砟轨道,当v≥150km/h,路基面动应力幅值基本保持不变;当v≥150km/h时,动应力幅值随速度线性增加。对于高铁有砟轨道,动应力幅值随速度增大而线性增加。高速无砟、有砟轨道路基面动应力幅值的速度影响系数α分别为0.0015和0.0012;高铁无砟铁路轴重系数β=0.074,约为普通和高速有砟铁路β值的1/3~1/2;(3)提出高铁无砟、有砟轨道路基面设计动应力幅值计算公式分别为σ_(dl)=0.119P,v<150km/h,σ_(dl)=0.119P[(1+0.0015(v-150)],v≥150km/h(无砟)和σ_(dl)=0.27P(1+0.0012v)(有砟)。研究成果可为高铁路基设计参数取值提供参考及其设计动应力幅值计算公式的修订提供依据。

大掺量矿物掺合料混凝土早期碳化特性及预测

为了揭示大掺量矿物掺合料混凝土的早期碳化特性及准确预测其碳化深度,采用加速碳化试验方法,研究了水胶比,粉煤灰、矿粉及两者复合大掺量取代水泥对混凝土早期碳化深度的影响。在此基础上,考虑掺合料碳化速度的影响,提出大掺量矿物掺合料混凝土的早期碳化深度预测模型。结果表明:各碳化龄期与水胶比下,大掺量矿物掺合料混凝土的早期碳化深度大小取决于矿物掺合料掺量、种类以及其与水灰比之间的关系;矿粉对混凝土早期碳化性能的影响与粉煤灰类相似,但其早期抗碳化能力明显优于粉煤灰;与单掺矿物掺合料相比,粉煤灰与矿粉复掺可以缓和矿物掺合料混凝土早期抗碳化性能的下降;水胶比越小,矿物掺合料对混凝土早期抗碳性能的影响程度越小;最后,所建立的早期碳化模型预测结果与试验结果吻合良好,具有良好的工程适用性和指导意义。