硫酸铵腐蚀环境对水泥土力学性能的影响

为分析NH+4和SO2-4离子对水泥土的侵蚀作用,通过室内模拟试验研究在硫酸铵侵蚀环境下(不同龄期、不同溶液浓度)水泥土试块力学性能的改变,分析了其相应的荷载~位移曲线的变化。试验结果表明:硫酸铵对水泥土有显著腐蚀作用,溶液质量浓度和腐蚀龄期对水泥土抗压强度有重要影响;龄期越长、质量浓度越大,水泥土受腐蚀程度越深;受腐蚀水泥土的荷载~位移曲线变化规律相似,受龄期和溶液质量浓度的影响较大。     

考虑摩擦滑移的普通板式橡胶支座剪切性能研究

普通板式橡胶支座作为中国量大面广的公路钢筋混凝土梁桥结构体系中的重要支承构件,其力学性能对局部和整体结构的刚度分布和受力变形特点具有一定的影响,甚至影响服役公路桥梁结构的安全性和适应性。因此,针对桥梁服役过程中该类支座普遍存在的滑移、脱空等典型病害特征,研究其不同受力状态下的剪切性能。考虑支座界面接触方式、几何尺寸等参数,设计并进行了6个普通板式橡胶支座的剪切性能试验。对不同参数影响下支座的损伤破坏模式、剪应变-剪应力曲线、支座有效剪切应变及抗剪刚度等参数进行对比分析。进一步应用有限元数值模拟方法,对摩擦滑移下的支座剪切性能进行参数分析,并将其有限元分析结果与普通板式橡胶支座的剪切性能试验结果进行对比。研究结果表明,支座上、下表面的接触摩擦条件可明显影响支座的水平侧移和抗侧力。对于界面摩擦因数较小的情况,卸载后支座摩擦滑动位移不能完全恢复,随着循环加载次数的增加,摩擦滑动位移增幅增大,且支座界面摩擦滑移可降低支座有效剪切变形和抗剪刚度的发挥。0.5,0.7,1.0等效剪切变形下支座的抗剪刚度试验结果、模拟结果与理论计算结果对比表明,试验结果与模拟结果吻合较好,而既有抗剪刚度理论计算结果偏大,且未考虑支座界面摩擦滑移、脱空的影响。因此,在进行实际桥梁结构的力学性能计算时,应考虑不同受力阶段支座力学性能指标的取值。     

酸碱与钠盐耦合环境对水泥土的侵蚀研究

为了研究酸碱与钠盐对水泥土力学特性的影响显著程度,采用正交试验的方法,分别讨论在不同钠盐溶液、不同酸碱耦合侵蚀环境下,盐溶液浓度、水泥掺量、养护时间3个因素对水泥土工程性能的影响程度。通过试验,对比不同侵蚀环境下水泥土外观情况,得出结论:SO_4~(2-)较Cl~-对水泥土的破环程度更为明显,酸性条件较碱性条件对水泥土腐蚀状况更明显。分析强度试验数据:水泥土强度在浓度为3%以下Na_2SO_4或NaCl与酸碱溶液综合作用后,强度随水泥掺量、养护龄期增加而增强,说明水泥掺量、龄期对水泥土强度的增强作用大于低浓度组合溶液的侵蚀作用;SO_4~(2-)对水泥土强度具有强烈的腐蚀性,在酸和钠盐共同作用下,对水泥土腐蚀更强,表现为协同性;在碱和钠盐共同作用下,低浓度SO_4~(2-)的腐蚀作用被削弱,表现为拮抗性。Cl~-对水泥土强度具有一定腐蚀性,且腐蚀性受酸碱度影响较小。     

级配碎石抗剪切性能试验研究

利用自行研发的柔性材料剪切性能测试仪,对级配碎石抗剪切性能进行试验研究,分析了级配碎石最大粒径、Taibol公式指数n值、含水量、密实度、侧压力、剪切速率等因素对级配碎石抗剪切性能的影响。研究得出,最大粒径不小于31.5mm、指数n值在0.5以下的级配碎石具有良好的抗剪切能力,控制试验剪切速率在5mm/min以下可以提高试验精度,级配碎石在最佳含水量时具有最佳抗剪切能力,保证密实度在96%以上可以明显提高抗剪切性能,增大侧压力可以明显提高剪切强度,而剪切位移存在最小值。结果表明,利用柔性材料剪切性能测试仪可以有效评价级配碎石的抗剪切能力。     

酸性环境对不同材料组成混凝土侵蚀深度的试验研究

采用硝酸溶液配制pH值为2～2.5的酸溶液,对不同水胶比、胶凝体系以及抗腐蚀组分组成的混凝土进行了浸泡侵蚀试验,测试了不同侵蚀时期,酸溶液对混凝土的侵蚀深度。结果表明,侵蚀390d时,混凝土水胶比由0.3增大到0.32,侵蚀深度增大了15%;掺入15%粉煤灰的混凝土以及15%的粉煤灰和5%的硅灰双掺混凝土,较纯水泥混凝土的侵蚀深度分别降低了13.3%和20.8%。掺入适量的抗腐蚀组分后,混凝土早期侵蚀深度降低不显著,但270d后侵蚀深度较未掺抗腐蚀组分的混凝土显著降低。酸溶液对混凝土的侵蚀深度与侵蚀时间呈现较好的二次函数关系,相关系数R2均大于0.95。采用粉煤灰与硅灰双掺再加入适量的抗腐蚀组分能够有效提高混凝土抵抗酸溶液侵蚀的能力。     

动态水化学侵蚀耦合作用下混凝土的力学特性

模拟了动态水环境下硫酸盐和碳酸盐对混凝土的侵蚀作用,进行了混凝土力学性质试验,研究了动态水和侵蚀环境耦合作用下混凝土的腐蚀特性。试验结果表明,动态水和侵蚀溶液的耦合作用对混凝土的侵蚀更加明显。此外,对混凝土的腐蚀机理进行了分析。其研究对处于侵蚀性地下水渗流以及流动水冲刷等环境下混凝土的耐久性设计和应用具有参考价值。     

桥梁板式橡胶支座酸腐蚀寿命时变可靠性研究

桥梁板式橡胶支座容易受到酸雨的影响,为了研究板式橡胶支座经过酸腐蚀后的力学性能情况,采用3.0％的硫酸溶液对公路桥梁橡胶支座分别进行20 d、40 d、60 d和80 d的酸腐蚀处理,并进行轴心受压试验研究.结合橡胶支座酸腐蚀损伤失效过程,建立了桥梁板式橡胶支座的酸腐蚀损伤时变可靠度计算模型.结果表明,随着时间的推移,桥梁板式橡胶支座的酸腐蚀损伤时变可靠指标逐渐变小,变化趋势呈抛物线型.通过模型可预测桥梁板式橡胶支座的酸腐蚀寿命,为板式橡胶支座的酸腐蚀损伤计算提供依据,为维护部门提供决策依据,降低失效风险.     

钢纤维和聚丙烯粗纤维喷射混凝土性能研究

研究了钢纤维和聚丙烯粗纤维喷射混凝土的力学性能和耐久性能,特别是对其抗碳化及抗氯离子侵蚀耐久性进行了比较。结果表明,在适量的掺量条件下,钢纤维喷射混凝土的力学性能较聚丙烯粗纤维要好,但从长期耐久性来看,在碳化和氯离子腐蚀环境中钢纤维喷射混凝土将有一个失效的过程,而聚丙烯粗纤维喷射混凝土可长期有效。因此,在腐蚀环境条件下,当力学性能满足设计要求时,聚丙烯粗纤维完全可以替代钢纤维。     

旧水泥路面沥青混合料加铺层纯剪切试验研究

本文提出了一种全新的沥青混合料剪切性能试验评价方法,即纯剪切试验。首先建立三维有限元模型验证了纯剪切试验中混合料的剪切受力特性符合路面的实际受力状况,然后采用纯剪切试验对不同沥青混合料加铺层的抗剪切性能进行了评价和比较,结果表明相比SBS改性沥青,高弹沥青能够为混合料提供更好的抗剪切性能,AC-10级配沥青混合料抗剪切性能优于AC-20级配沥青混合料,加铺层中采用聚酯玻纤布加筋能够较好的改善沥青混合料的抗剪切性能。纯剪切试验可以有效的评价沥青混合料的抗剪切性能,从而指导我国水泥路面沥青加铺层的选择和设计。     

防水粘结层室内性能分析以及检测标准研究

鉴于国内没有统一的有关公路桥面防水粘结层的试验方法,本文选取5种不同防水粘结层材料,利用自行设计剪切仪和拉拔仪在室内进行了材料及力学性能的试验研究,分析得出了改性乳化沥青、改性沥青及Strata沥青最佳的洒布量;其次结合郑民高速公路实际工程,通过现场检测,对室内分析数据进行验证。最终给出不同桥面防水层的试验技术标准。     

粉煤灰混凝土应力腐蚀特性试验研究

利用自行设计的应力腐蚀加载试验装置,研究了三分点加荷与Na2SO4腐蚀溶液耦合作用下,应力水平、试验龄期、干湿循环等试验参数对粉煤灰混凝土力学性能的影响。结果表明:掺加粉煤灰可以有效地改善水泥混凝土的应力腐蚀状况。相对于常规试验条件和普通混凝土,在以Na2SO4为腐蚀介质的溶液中,应力的存在会明显地加速粉煤灰混凝土的腐蚀破坏,并且随着应力水平增加、试验龄期延长和干湿循环次数的增多,其破坏作用越大。     

巨粒土原位直剪试验和室内三轴剪切试验比较

对巨粒土进行了原位剪切试验和室内三轴剪切试验,并对试验结果进行比较,得出了室内三轴试验和原位试验的优缺点,认为原位剪切试验测得的c、φ值离散度明显大于室内三轴剪切试验,且在三轴剪切试验中巨粒土试样的固结程度要高于工程中的实际固结程度,在以后的试验中应尽量采用较小的围压进行固结。     

钢桥面STC铺装结构防水粘结方案优化研究

为减少STC铺装结构与沥青混凝土因层间抗剪切能力差而引起路面车辙、推移等病害,采用室内试验的方法,分别分析了6种防水粘结层方案的组合结构性能.试验结果表明:1)防水粘结剂与STC铺装界面的粘结强度、组合结构粘结强度及其剪切强度均随温度的升高而降低;2)相同温度下,环氧树脂粘结剂的粘结强度和剪切强度最大,改性乳化沥青+高...     

海水侵蚀环境下混凝土力学性能劣化试验

以人工海水为侵蚀介质,采用加速腐蚀试验,对设计强度等级为C35的混凝土试件进行了0、10、20、30、40、50、60次干湿循环试验,检测了海水侵蚀作用对混凝土抗压强度、抗拉强度、弹性模量及应力-应变关系的影响.试验结果表明,混凝土随着干湿循环次数的增多,其表观质量和力学性能均呈现出不同程度的下降趋势.建立了混凝土随侵蚀循环次数变化的抗压强度折减模型、抗拉强度折减模型和弹性模量的折减模型,为进一步开展混凝土结构在侵蚀离子作用下的力学性能劣化机理与计算模型的研究提供了依据.     

沥青混合料剪切试验方法研究综述

在国内外沥青混合料剪切试验方法研究的基础上,文章提出一种好的剪切试验方法应是不但比较简便,而且试件受力特点符合路面的实际状况。对各种沥青混合料剪切试验方法的设备、试验原理和特点等进行了分析和评价,有助于我国道路工程的设计、施工及科研人员借鉴和采用这些试验方法,对于解决我国沥青路面普遍存在的车辙、拥包推挤等剪切损害具有重要意义。     

沥青混合料矿料滑移剪切试验研究

为了研究沥青混合料的高温稳定性与矿料界面滑移剪切行为的关系,从沥青混合料矿料的接触及滑移特性入手,开发了专门用于评价沥青混合料矿料滑移剪切性能的滑移剪切试验,分析了试验条件、级配和沥青等对滑移剪切能的影响.研究表明在试验温度60℃、加载速率20 mm/min时,滑移剪切试验的评价指标滑移剪切能EI与车辙动稳定度DS的相关性最好,以此初步推荐了滑移剪切试验的试验条件.矿料滑移剪切试验表明混合料的级配和沥青种类及其用量对滑移剪切能EI有显著影响,适当增加最大公称粒径、采用改性沥青以及最佳油石比等措施能显著提高沥青路面的高温稳定性.     

现浇泡沫轻质土力学性能的试验研究

通过室内试验,研究了现浇泡沫轻质土的力学性能,分析其抗压强度性能和剪切特性,为分析其路用性能及实际应用提供技术支持,有关经验可供相关专业人员参考。     

SBS改性沥青混合料耐海水侵蚀性能研究

通过粘附性、马歇尔稳定度、残留稳定度等试验,讨论了SBS改性沥青耐海水及硫酸盐溶液侵蚀性能.结果表明,在海水和硫酸盐溶液的作用下,SBS改性沥青的水稳定性有一定下降.通过掺加短纤维增强的方法,可以减弱海水及硫酸盐溶液对混合料水稳定性的影响.     

水泥土强度影响因素的研究

研究了水泥土在不同水泥掺量、养护龄期和土质的影响下的力学性能,对其相应荷载位移曲线进行了分析和讨论.探讨了pH值和各种侵蚀性离子对水泥土的力学效应的影响,并对环境侵蚀机理进行了探讨.研究结果表明,水泥土抗压强度随水泥掺量和养护龄期的提高而增大.土质不同,强度亦不同.酸性和高浓度化学溶液侵蚀环境对水泥土力学性能有劣化作用;而碱性和低浓度化学溶液环境对水泥土力学性能具有一定促进作用.     

SBS改性沥青混合料耐海水侵蚀性能研究

通过粘附性、马歇尔稳定度、残留稳定度等试验，讨论了SBS改性沥青耐海水及硫酸盐溶液侵蚀性能。结果表明，在海水和硫酸盐溶液的作用下，SBS改性沥青的水稳定性有一定下降。通过掺加短纤维增强的方法。可以减弱海水及硫酸盐溶液对混合料水稳定性的影响。