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岩石力学与工程学报 2023年第2期42卷 342-351页

作者：朱谭谭李昂黄达宗西垒马福旺长安大学公路学院陕西西安710064 长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710064 河北工业大学土木与交通学院天津300401

寒冷地区工程岩体承受应力和冻融循环的共同作用。在长期应力-冻融耦合作用下,岩石力学性能会产生显著弱化,造成工程岩体灾害。为了研究应力-冻融耦合作用下砂岩的变形和宏细观损伤特征,首先采用砂岩试样开展冻融循环试验,研究无应力作... 详细信息

寒冷地区工程岩体承受应力和冻融循环的共同作用。在长期应力-冻融耦合作用下,岩石力学性能会产生显著弱化,造成工程岩体灾害。为了研究应力-冻融耦合作用下砂岩的变形和宏细观损伤特征,首先采用砂岩试样开展冻融循环试验,研究无应力作用下砂岩冻融循环过程中的冻融变形规律。然后提出一种基于颗粒流和颗粒膨胀的岩石冻融循环数值模拟方法,并采用该方法开展应力作用下岩石冻融循环数值模拟,研究轴向应力作用下岩石冻融过程中的变形和破裂演化规律。研究结果表明:无轴向应力时,随着冻融循环次数的增大,砂岩的轴向和径向应变先增大后基本保持不变;冻融循环过程中砂岩试样轴向和径向应变存在显著差异,试样径向应变大于轴向应变,砂岩试样轴向和径向应变的差异随着冻融循环次数的增多先增大后减小;轴向应力不为0时,试样轴向应变随冻融循环次数的增大逐渐减小,径向应变随冻融循环次数的增大逐渐增大;在冻胀力作用下,试样表面附近的裂纹密度大于试样内部的裂纹密度;冻融循环过程中,轴向应力会抑制裂纹沿与试样轴线夹角较大的方向起裂和扩展;冻融循环过程中,试样内的破坏以拉伸破坏为主;基于颗粒流和颗粒膨胀的数值模拟方法能够较好的模拟冻融循环过程中砂岩的冻融变形和破裂演化规律。

关键词：岩石力学应力-冻融耦合轴向应力冻胀变形颗粒流冻胀损伤

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岩石内孔隙/裂隙冻胀力模型及其适用性评价

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冰川冻土 2019年第1期41卷 117-128页

作者：申艳军杨更社王婷贾海梁奚家米罗滔王永志西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054 西京学院陕西省混凝土结构安全与耐久性重点实验室陕西西安710123 长安大学公路学院陕西西安710064

开展含缺陷空间(孔隙、裂隙)岩体内部冻胀力发生机制及演化规律分析,是岩体冻胀损伤、断裂评价研究的基础。孔隙、裂隙冻胀损伤发生空间尺度存在显著差异,其冻胀损伤机制及冻胀力演化分析也不尽相同,可将孔隙介质冻胀损伤理论归纳为四类... 详细信息

开展含缺陷空间(孔隙、裂隙)岩体内部冻胀力发生机制及演化规律分析,是岩体冻胀损伤、断裂评价研究的基础。孔隙、裂隙冻胀损伤发生空间尺度存在显著差异,其冻胀损伤机制及冻胀力演化分析也不尽相同,可将孔隙介质冻胀损伤理论归纳为四类:①基于水冰相变体胀的冻胀损伤模型,包括体积膨胀理论、静水压理论等;②基于水热迁移的冻胀损伤理论,包括分凝冰理论、全过程冻胀理论等;③基于孔隙水相变热力学平衡分析的损伤理论,包括毛细管理论、结晶压理论等;④孔隙介质力学理论。裂隙介质冻胀损伤一般认为发生在宏观空间尺度上,着重关注裂隙的冻胀扩展过程。其损伤理论可分为体积膨胀理论(包括水压致裂理论)和分凝冰理论,而裂隙介质冻胀损伤对微观过程(如未冻水迁移、岩/冰界面受力特性等)关注度有待深入。藉此分别讨论上述冻胀损伤理论原理、适用条件及局限性,并对不同缺陷形态(孔隙、裂隙)引起的冻胀力演化机制差异性进行简要分析。

关键词：孔隙裂隙冻胀力模型冻胀损伤适用性

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冻融损伤和氯盐侵蚀耦合下混凝土性能研究

冻融损伤和氯盐侵蚀耦合下混凝土性能研究

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作者：张湘黔长沙理工大学

学位级别：硕士

冻融损伤作用和氯离子侵蚀严重影响混凝土的耐久性,北方寒冷地区和高山风口处的桥梁,因地域环境的特殊性会受到氯离子腐蚀和冻融损伤的共同作用。这两种腐蚀都会对混凝土结构造成严重的影响,而且两者的腐蚀作用会因彼此的参与大大增强,... 详细信息

冻融损伤作用和氯离子侵蚀严重影响混凝土的耐久性,北方寒冷地区和高山风口处的桥梁,因地域环境的特殊性会受到氯离子腐蚀和冻融损伤的共同作用。这两种腐蚀都会对混凝土结构造成严重的影响,而且两者的腐蚀作用会因彼此的参与大大增强,导致混凝土建筑物没有达到设计的服役寿命就提前破坏。为此本文针对上述问题开展研究,以明确氯离子侵蚀和冻融相耦合环境下混凝土损伤机理和受力性能退化规律,主要工作如下:（1）制作114个混凝土试块进行氯盐影响下的快速冻融损伤试验,探究了不同冻融损伤次数对混凝土表面剥落、饱和含水量等性能的影响,明确了冻融损伤下构件表层混凝土剥裂规律;（2）通过对不同循环次数下混凝土单轴受压试验,研究了混凝土在冻融损伤及冻融和受压耦合作用下的力学性能退化规律,分析了冻融对混凝土峰值应力和应变的影响,基于试验数据的拟合分析,建立了冻融损伤下混凝土试块的应力-应变关系模型;（3）设计不同冻融次数下试件的氯离子渗透试验,明确了冻融损伤下混凝土表面氯离子渗透规律,探究了冻融损伤对混凝土氯离子扩散系数的影响,建立了冻融损伤下混凝土氯离子渗透系数预测模型;（4）考虑冻融下混凝土氯离子渗透系数变化规律,以混凝土结构使用年限内钢筋不发生氯盐锈蚀为目标,建立了冻融损伤和氯离子腐蚀耦合作用下混凝土结构最小保护层厚度计算模型。

关键词：混凝土冻胀损伤退化规律应力应变关系氯离子渗透系数混凝土保护层

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冻融损伤混凝土的应力应变关系

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长沙理工大学学报（自然科学版） 2016年第2期13卷 48-53页

作者：王磊张湘黔长沙理工大学土木与建筑学院湖南长沙410004

为了研究寒冷地区冻融损伤混凝土的力学性能,对108个普通混凝土试块进行了冻融损伤试验,探究在不同冻融次数作用下试块表面的损伤特征、质量损失率以及饱和含水率的变化特点,通过混凝土压缩破坏试验得到了其在不同冻融损伤程度下的破坏... 详细信息

为了研究寒冷地区冻融损伤混凝土的力学性能,对108个普通混凝土试块进行了冻融损伤试验,探究在不同冻融次数作用下试块表面的损伤特征、质量损失率以及饱和含水率的变化特点,通过混凝土压缩破坏试验得到了其在不同冻融损伤程度下的破坏特征和应力应变值。试验研究表明,随着冻融次数的增多,试块的质量损失率先减小再增大,在第45次冻融时试块的质量损失率达到最小值;试块的饱和含水率则是先减小后增加,在第50次冻融循环时饱和含水率达到最小值。另外,还提出了冻融循环境下单轴受压混凝土在不同冻融循环次数条件下的应力-应变关系计算模型。

关键词：混凝土冻胀损伤多因素作用退化规律应力应变关系

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