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溶蚀环境下自密实再生混凝土微观性能研究
2024,41(6):1-7,39, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2024.06.001
摘要:
为了探究钙溶蚀对自密实再生混凝土微观性能的影响机理,考虑再生粗骨料取代率与粉煤灰掺量的影响,开展了氯化铵溶液加速钙溶蚀条件下自密实再生混凝土的微观性能试验研究。试验结果表明,随着溶蚀龄期增长,自密实再生混凝土超声波速减小,最可几孔径和大毛细孔占比增大,普通自密实再生混凝土孔隙率持续增大,掺有粉煤灰的自密实再生混凝土孔隙率先减小后增大。同一溶蚀龄期内,随着再生粗骨料取代率的增加,自密实混凝土超声波速减小,内部pH值和溶蚀过渡区尺寸减小;随着粉煤灰掺量的增加,自密实再生混凝土超声波速先增大后减小,内部pH值和溶蚀过渡区尺寸增大。溶蚀过程中,当粉煤灰掺量为10%、20%时,自密实再生混凝土孔隙结构细化,抗溶蚀性能提升,而当粉煤灰掺量为30%时,自密实再生混凝土孔隙结构劣化,抗溶蚀性能下降。
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压裂路径对水力压裂裂纹扩展影响试验研究
2024,41(6):8-17, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2024.06.002
摘要:
为深入探究煤岩体弹塑性对结构弱面的影响效果,按照起裂位置、压裂方向与层理方向的组合关系开展了压裂试验,利用非金属超声探测仪和声发射对压裂过程进行监测,从裂纹扩展形态、缝宽、渗透流量等方面对压裂效果进行综合评价,并从能量角度进行了相应解释。试验结果显示,顶板覆岩起裂优于本煤层起裂,垂直层理压裂优于平行层理压裂。垂直层理方向的压裂效果最好,裂纹扩展形态更为复杂,呈"O"字形,其渗透系数均值为6.6 mm/s,是平行层理的1.10倍。裂纹由顶板覆岩起裂越界传递至煤块,相同起裂能量情况下可在煤块中形成3.08~3.38倍的当量长度裂纹。
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降雨入渗下强风化泥岩高边坡失稳模型试验研究
2024,41(6):18-24, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2024.06.003
摘要:
以简阳市龙泉湖高速公路强风化泥岩路堑边坡为研究对象,基于相似原理的边坡缩尺模型,开展了不同降雨强度和历时下的边坡试验,通过对边坡降雨全过程监测,分析不同降雨条件对边坡稳定性的影响。研究结果表明:强风化泥岩大孔隙性和亲水性是边坡失稳的物质基础,降雨后边坡基质吸力快速消散是失稳的本质原因;降雨初期,强降雨使坡体体积含水率、孔隙水压力急剧增加,基质吸力骤降,其骤降时间与降雨强度成反比;前期强降雨会加速边坡破坏,缩短边坡的破坏时间,而降雨历时长短直接决定边坡是否会发生破坏;边坡表面变形以坡顶张拉裂隙为主,连带发展至上坡表面及内部深度,坡顶处体积含水率和孔隙水压力分布变化大于上下坡,这导致坡顶最先发生破坏,逐渐发展至上坡。
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玄武岩纤维对无粘性间断级配土管涌遏制效果试验研究
2024,41(6):25-33, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2024.06.004
摘要:
为研究玄武岩对间断级配无粘性土管涌遏制的效果,通过开展含玄武岩纤维间断级配土的管涌室内试验,研究了纤维含量、纤维长度和土体防治位置对于管涌发生发展的遏制效应。结果表明,玄武岩纤维的加入使得土体内部的迁移通道变得更加曲折和狭窄,从而遏制土体的管涌发展;当纤维含量较小时,全部土体防治比上覆土体防治的遏制效果好,随着纤维含量的增加,上覆土体防治的遏制效果与全部土体防治的遏制效果相接近;当纤维长度为15 mm时,全部土体防治的遏制效果优于上覆土体防治的幅度最大,当纤维长度为10 mm时,二者相差不大。
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水泥硅灰稳定未陈化钢渣-碎石基层材料试验研究
2024,41(6):34-39, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2024.06.005
摘要:
为研究水泥硅灰稳定未陈化钢渣-碎石材料用于基层铺筑的可行性,采用硅灰控制钢渣的体积膨胀性,试验得出抑制钢渣膨胀率最小硅灰掺量为2%,并以此为前提采用正交试验设计方法探讨了水泥硅灰稳定未陈化钢渣-碎石基层材料力学性能和抗冻性能,试验结果表明:水泥硅灰稳定未陈化钢渣-碎石基层材料的7 d无侧限抗压强度和劈裂强度主要影响因素为水泥掺量,28 d无侧限抗压强度、抗压回弹模量与抗冻性能的主要影响因素为钢渣掺量。
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再生混凝土受压弹性模量研究
2024,41(6):40-44, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2024.06.006
摘要:
为了研究再生细骨料取代天然河砂对再生混凝土受压弹性模量的影响规律,以及立方体抗压强度与静弹性模量之间的定量关系,并确定基于超声检测得到的再生混凝土动弹性模量与静弹性模量之间的函数计算公式,制作了不同再生细骨料掺量的再生混凝土棱柱体试件与立方体试件各6组,采用传统静力试验法与超声检测法对各组试件进行试验研究,并采用最小二乘法对所测得的各试验数据进行拟合得到了静弹性模量与抗压强度、静弹性模量与动弹性模量的定量关系回归方程。基于超声参数建立了考虑再生细骨料掺量的再生混凝土静弹性模量计算公式,以及静弹性模量与抗压强度的函数关系式。研究结果表明:再生细骨料掺量对再生混凝土的动弹性模量、抗压强度和静弹性模量有显著的影响,且均随再生细骨料掺量的增加而减小。
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镍铁渣粉水泥土的固化机理研究
2024,41(6):45-52, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2024.06.007
摘要:
为研究镍铁渣粉掺量对水泥土固化材料的作用机理,通过深入研究镍铁渣粉水泥土的微观性质,更准确地揭示固化过程中的物理和化学变化规律。利用激光粒度试验分析了镍铁渣粉和水泥的粒径分布,发现了镍铁渣粉的离散性和平均粒径均略小于水泥;通过同步热分析试验,研究了镍铁渣粉水泥土的内部结构,结果显示镍铁渣粉填充了水泥土的孔隙,提高了颗粒间的胶结度,从而提高了其抗压强度;通过扫描电子显微镜(SEM)试验微观试验,表明了适量的镍铁渣粉有助于提升水泥土的动静强度,随着养护龄期的增加,水泥土的强度也得到进一步提升。
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真空预压过程中水分运移机理研究
2024,41(6):53-57,86, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2024.06.008
摘要:
依托连云港炼化—徐圩电缆隧道项目,考虑真空预压过程中出现的非饱和硬壳层,通过开展室内模型试验,结合非饱和土相关理论研究了真空预压过程中的水分运移机理,结果表明:地下水位在抽真空过程中不断下降,上部土体变为非饱和状态,孔隙水压力出现负值;饱和区水分运移是不断汇入并向排水板汇聚的过程,非饱和区水分向排水板汇聚的同时产生汽化,在水分汽化与基质吸力增大的循环之下,孔隙水压力进一步减小,土体得以继续固结。
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堵塞对碎石渗井渗透性能影响试验研究
2024,41(6):58-64, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2024.06.009
摘要:
为提升透水网格承载能力,砖体下方常采用水泥硬化措施,造成铺装渗透性下降,为解决该问题,在透水网格中添加了碎石渗井。碎石渗井因截留外来环境中的颗粒物导致渗井-透水网格渗透性能下降。研究了不同类型堵塞物对碎石渗井堵塞的影响规律,并通过改变碎石粒径的方式对碎石渗井的构造进行了优化。结果表明,碎石粒径会影响其抗堵塞性能,当粒径为20~30 mm 时,碎石渗井在堵塞影响下可以保持较好的渗透能力。
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水-岩作用下砂岩力学特性及损伤特征研究
2024,41(6):65-72, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2024.06.010
摘要:
为了研究不同含水量条件下岩石的力学性能,以砂岩为研究对象,开展单轴压缩试验,分析了含水率对砂岩的力学性能及其宏观破坏形态特征的影响。基于三维激光技术和分形理论量化了砂岩宏观断裂面的结构特征,确定了内部结构的劣化程度,建立了宏观断裂面特征与力学参数的联系。结果表明:砂岩的单轴抗压强度和弹性模量随含水率的增大呈现非线性减小的变化趋势,水对砂岩结构劣化分为急剧增长阶段、稳定增长阶段、增长阶段;砂岩的宏观破坏形态由单一的剪切破坏向轴向劈裂破坏转变;宏观断裂面分形维数的变化特征可以用于定量评价砂岩内部的劣化程度和反映其力学性能。
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带缺陷的装配式浆锚连接拉拔性能研究
2024,41(6):73-78, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2024.06.011
摘要:
为研究装配式浆锚搭接连接节点处灌浆缺陷对连接性能的影响,进行了39个含不同位置、不同长度缺陷的浆锚连接试件的单向拉伸试验,研究了灌浆缺陷种类与灌浆缺陷程度对浆锚连接受力性能的影响规律。结果表明,当缺陷程度不超过40%时,缺陷分布类型对浆锚连接的受力性能影响不大,对于缺陷程度为50%、60%的各类缺陷试件,峰值荷载从大到小依次是离散缺陷、端部缺陷、中部缺陷。实际工程中最应避免的是灌浆料中部缺陷,其次是灌浆料离散缺陷,最后是灌浆孔端部缺陷。综合位移比变化趋势的转折点体现出随着缺陷程度的增大,试件破坏模式由钢筋拉断转变为钢筋拔出。
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车桥耦合振动对曲线钢混组合梁桥的影响
2024,41(6):79-86, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2024.06.012
摘要:
针对曲线桥上部结构在车辆作用下受弯扭耦合影响的现象,应用有限元软件ANSYS和动力学软件UM,对曲线桥跨中截面位移与应力在车桥耦合作用下的响应情况进行分析研究,结果表明:位移与应力响应均在车辆行驶至该跨跨中时达到峰值,在车辆行驶至相邻跨跨中时达到相反峰值;径向位移与车速成正比,车速发生改变,除径向位移外的其他位移与应力响应曲线的整体趋势基本不变,响应峰值与速度的关系不成比例;内外偏载使跨中径向位移向偏载侧反向偏移,其余位移和应力响应的整体趋势基本不受偏载影响;不平顺等级的提升,桥梁上部结构响应的波动幅值均有提升。
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考虑流-固耦合效应的盾构隧道下穿富水卵石地层稳定性分析
2024,41(6):87-93,100, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2024.06.013
摘要:
为探究砂卵石地层中管片的受力特性及其影响因素,基于某地铁隧道工程,通过FLAC3D软件进行数值模拟,并结合现场施工监测数据,对盾构开挖过程中地表位移、地层变形及管片应力变化进行了系统分析,研究了不同水头高度对隧道结构和周边地层的影响规律。结果表明,考虑流-固耦合效应较未考虑时,地表最终沉降量增加了49%,管片拱顶沉降量增加了61.3%,周边收敛量增加了51.45%,管片最大应力增大约37%,与现场监测数据对比,考虑耦合效应的数值模拟结果更接近实际工程;水头高程与管片拱顶沉降及周边收敛呈正相关,与拱底隆起呈负相关;管片弯矩与水头高程呈正相关,最大正弯矩出现在拱腰处;管片轴力分布呈对称性,各部位轴力拱腰>拱肩>拱脚>拱顶>拱底。盾构隧道穿越富水卵石地层时,流-固耦合作用对地层变形和隧道结构受力具有显著影响。
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大跨径钢波纹板拱涵加强方式研究
2024,41(6):94-100, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2024.06.014
摘要:
为探究钢波纹板拱涵采取加强措施后的力学性能,以阳泉市绕城改线工程为依托,选择环向加强和双向加强措施,采用数值模拟方法来对比分析钢波纹板拱涵应力与变形,分析其加强效果。结果显示:拱涵整体受压,应力与变形均呈对称分布,受螺栓连接影响,在拱脚处应力最大,拱腰次之,拱顶应力最小,最大竖向变形位于拱顶,波峰和波谷变形一致,应力有所差距,拱腰处波谷应力比波峰应力大4.83%,拱顶处波峰应力比波谷应力大18.78%;采取加强措施后拱涵的应力及变形大幅降低,拱脚处的应力集中程度减少,但在加强处出现应力集中,相较于波谷,波峰加强效果更明显;增加环向加强管钢的数量,结构刚性也随之提高,加强效果愈发明显,应力最大降幅为68.38%,竖向变形最大降幅为10.29%,而轴向加强效果不太显著。
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基于钻孔随钻信息的爆破设计岩石系数确定方法
2024,41(6):101-106, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2024.06.015
摘要:
为了通过智能感知技术实时感知待爆破岩体物理力学特性,自主研发了随钻系统,得到了爆破孔实时钻进信息。通过对采集数据的深入挖掘与分析,提出了表征岩体完整性以及岩块单轴抗压等力学指标的分析方法,构建了基于数字钻进随钻信息的岩石系数的取值图谱。在此基础上将基于爆破块度反算的岩石系数作为先验数据,利用Bayes理论,不断把现场爆破施工确定的岩石系数数据融合到先验分布中,获得岩石系数的后验分布。与传统的方法相比,提出的岩石系数确定方法更加智能准确,可以为下一阶段的岩体爆破参数进行优化设计。
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西双版纳土地利用变化及生态风险评价(2000—2020年)
2024,41(6):107-112, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2024.06.016
摘要:
以西双版纳区域为研究对象,基于2000、2010和2020年的GlobeLand 30土地利用数据分析该区域近20年土地利用动态变化特征,利用GIS网格法将研究区域划分为若干评价单元,进一步构建景观生态风险评价模型,对西双版纳区域景观生态风险进行综合评价;利用空间自相关方法分析研究区域景观生态风险的空间分异特征。结果表明:西双版纳区域土地利用类型以林地为主,占区域总面积的60%以上,其次为耕地,占总面积的25%以上,近20年土地利用变化显著,主要表现为林地向耕地和人工地表转化;景观生态风险指数空间分布上呈正相关关系,空间聚集特征主要表现为高-高聚集和低-低聚集;2000—2020年景观生态低风险区域占比显著下降,较高风险区域占比呈显著上升趋势,且空间上较高风险区域不断向东南方向扩张,高风险区及较高风险区主要位于勐海县和景洪县。
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