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人工冻结作用下原状软黏土冻融特性试验

林业工程学报 2020年第4期5卷 154-160页

作者：王升福樊文虎戴道文薛凯喜李栋伟东华理工大学土木与建筑工程学院南昌330013 南京林业大学土木工程学院南京210037

近年来人工冻结法在地铁联络通道施工等地下工程加固中得到广泛应用,土体经过冻融后物理力学性质和工程性质将发生改变。通过不同冷端温度冻结条件下封闭系统原状土单向冻融试验,研究软黏土冻胀融沉特性。结合冻融过程温度场监测,获得... 详细信息

近年来人工冻结法在地铁联络通道施工等地下工程加固中得到广泛应用,土体经过冻融后物理力学性质和工程性质将发生改变。通过不同冷端温度冻结条件下封闭系统原状土单向冻融试验,研究软黏土冻胀融沉特性。结合冻融过程温度场监测,获得温度、冻结锋面的发展规律,对冻融后的试样分层进行含水率、孔隙率及干密度的测定,得到软黏土冻融后水分重分布及体积变化特征。试验结果表明:封闭系统4种不同冷端温度冻结土样的融沉系数均大于冻胀率,冻结完成时沿试样不同高度处温度梯度呈线性分布。冻结过程冻结锋面发展与时间呈指数关系,冻结完成时间与冻结冷端温度呈指数关系。冻融后沿试样高度方向水分重分布,试样上部含水率减小,中下部增大,且冻结冷端温度越低,变化越明显。结合沿土样高度不同位置处含水率、孔隙比和干密度的变化,揭示了冻融过程随水分迁移过程负孔压的存在对土样有固结作用。

关键词：软黏土人工单向冻融冻融特性水分重分布

煤气化粗渣改良季节冻土区黄土填料的冻融特性及其微观机理研究

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冰川冻土 2024年第3期46卷 930-943页

作者：武立波杨嘉伟刘惠阳陈宏信宁夏大学土木与水利工程学院宁夏银川750021 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

由于周期性的冻融循环作用,中国西北黄土区路基工程极易发生冻融病害,常用的解决方法是用改良黄土作为路基填料。目前工业废弃物改性不良路基土已成为工程地基改良处理的新趋向,鉴于西北地区煤气化渣堆存量巨大且资源化利用率低,尝试用... 详细信息

由于周期性的冻融循环作用,中国西北黄土区路基工程极易发生冻融病害,常用的解决方法是用改良黄土作为路基填料。目前工业废弃物改性不良路基土已成为工程地基改良处理的新趋向,鉴于西北地区煤气化渣堆存量巨大且资源化利用率低,尝试用煤气化粗渣改良季节冻土区黄土,以素黄土与单掺石灰改良黄土作为对比试验组,通过室内冻融循环试验、电镜扫描、CT扫描试验来探究在冻融循环条件下煤气化粗渣改良黄土的冻融特性及其微观机理,为季节冻土区黄土路基工程稳定性及煤气化渣资源化利用提出一些新的思考。试验结果表明:(1)经历1次与2次冻融循环后,单掺15%煤气化粗渣试验组的冻胀率为0.02%与0.29%,融沉系数为0%与0.05%,素黄土、单掺4%石灰试验组的冻胀率分别为0.43%与0.63%、0.38%与0.42%,融沉系数分别为0.26%与0.22%、0%与0.13%,但在经历3次冻融循环后,单掺15%煤气化粗渣试验组的冻胀率和融沉系数开始增大,5次冻融循环周期内的平均冻胀率和融沉系数分别为0.38%与0.17%,已接近甚至大于素黄土与单掺4%石灰试验组的数值。在前两次冻融循环周期内,平均冻胀率和融沉系数较素黄土组分别减小了70.8%和89.6%。(2)单掺15%煤气化粗渣试样各位置的温度梯度最小,其次是双掺煤气化粗渣与石灰试样,并且这两组试样正负温条件下的导热系数最小。(3)经过5次冻融循环后,单掺15%煤气化粗渣试样各高度的含水率最低。(4)单掺适量的煤气化粗渣在冻融循环的初期能明显地改善黄土的冻融特性,再掺入少量的石灰能使试样在冻融循环前后的孔隙率较素黄土分别降低41.5%与47.8%。总的来说,黄土中掺入煤气化粗渣在冻融循环次数少于3次时能改善黄土路基填料的寒区服役性,但其在更多次冻融循环条件下的冻融特性还需进一步研究。

关键词：季节冻土区煤气化粗渣黄土路基填料冻融特性微观机理

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糯性淀粉凝胶冻融特性及品质改良的研究进展

食品科技 2018年第1期43卷 252-257页

作者：叶佳琪吴正奇李露薛淑静杨德湖北工业大学生物工程与食品学院武汉430068 湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所武汉430064

糯性淀粉作为中国传统食品的重要原料现已被广泛应用于冷冻食品等工业领域。相比于普通淀粉凝胶,糯性淀粉凝胶的冻融稳定性较好。然而,糯性淀粉质冷冻食品在运输和储藏过程中,反复冻融也会导致其淀粉凝胶网络被破坏,冰晶发生迁移和生长... 详细信息

糯性淀粉作为中国传统食品的重要原料现已被广泛应用于冷冻食品等工业领域。相比于普通淀粉凝胶,糯性淀粉凝胶的冻融稳定性较好。然而,糯性淀粉质冷冻食品在运输和储藏过程中,反复冻融也会导致其淀粉凝胶网络被破坏,冰晶发生迁移和生长,淀粉分子相互缠绕聚集成核出现凝沉现象,进而影响产品品质。文章综述了糯性淀粉凝胶冻融特性及其品质改良方法,以期为糯性淀粉凝胶冻融研究及产品开发提供参考。

关键词：糯性淀粉淀粉凝胶冻融特性改良方法

玉米淀粉凝胶冻融特性影响因素及其变化机制研究进展

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食品科技 2013年第10期38卷 184-189页

作者：余世锋郑喜群齐齐哈尔大学食品与生物工程学院黑龙江省高校农产品加工重点实验室齐齐哈尔161006

玉米淀粉是一种重要的食品工业原料,广泛应用于焙烤食品、冷冻食品等工业领域。综述了玉米淀粉凝胶冻融特性的研究现状,详细分析了玉米淀粉凝胶冻融特性的影响因素,探讨了玉米淀粉凝胶冻融特性变化机制,玉米淀粉凝胶冻融特性变化机制可... 详细信息

玉米淀粉是一种重要的食品工业原料,广泛应用于焙烤食品、冷冻食品等工业领域。综述了玉米淀粉凝胶冻融特性的研究现状,详细分析了玉米淀粉凝胶冻融特性的影响因素,探讨了玉米淀粉凝胶冻融特性变化机制,玉米淀粉凝胶冻融特性变化机制可能是直/支链淀粉重结晶、冰晶行为、水分迁移和再分布共同作用的结果。

关键词：玉米淀粉淀粉凝胶冻融冻融特性机制

基于BP神经网络的高山草甸区路基冻融特性预测研究

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武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2024年第2期48卷 332-336页

作者：苏晓艳卞海丁魏进陕西省西安公路管理局西安710003 长安大学公路学院西安710064

文中依托西藏昌都地区贡觉至芒康公路改扩建工程,针对路基土的级配组成,设计了路基土室内冻融试验.基于室内试验所得数据,建立了路基土冻融变形预测的神经网络模型,利用该模型预测了路基土的冻胀、融沉变形,得到实际工程中所需路基填料... 详细信息

文中依托西藏昌都地区贡觉至芒康公路改扩建工程,针对路基土的级配组成,设计了路基土室内冻融试验.基于室内试验所得数据,建立了路基土冻融变形预测的神经网络模型,利用该模型预测了路基土的冻胀、融沉变形,得到实际工程中所需路基填料的级配范围.结果表明:在初试含水率为9%的情况下,细粒组含量在11%~16%与17%~18%范围内的路基土样表现为“Ⅱ级弱冻胀”与“Ⅲ级冻胀”;细粒组含量在11%~18%范围内的土样表现为“Ⅱ级弱融沉”;综合考虑细粒组含量对路基土冻胀变形、融沉变形及压实效果的影响,建议将路基填料中的细粒组含量控制在16%的范围内,并可将细粒组含量为13%时的配比作为最佳级配进行考虑.

关键词：道路工程公路路基冻融特性室内试验 BP神经网络

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地铁软土层冻融特性试验分析及模糊随机预测

科学技术与工程 2021年第9期21卷 3790-3796页

作者：姚亚锋林键唐彬季京晨安徽建筑大学土木工程学院合肥230022 南通职业大学建筑工程学院南通226001 安徽理工大学安全科学与工程博士后科研流动站淮南232001

针对南通地铁软土层三类土样进行冻胀和融沉试验,发现冻胀力、冻胀率和融沉系数随着冻结温度降低而增大;在相同的温度条件下,黏土冻融特性最显著,粉质黏土中等,而粉土最弱。受土性、温度、含水率和干密度等因素的综合影响,三类土样的冻... 详细信息

针对南通地铁软土层三类土样进行冻胀和融沉试验,发现冻胀力、冻胀率和融沉系数随着冻结温度降低而增大;在相同的温度条件下,黏土冻融特性最显著,粉质黏土中等,而粉土最弱。受土性、温度、含水率和干密度等因素的综合影响,三类土样的冻融变化规律表现出明显的不确定性。利用两类不同的权值对小波神经网络的激励和输出函数进行修正,利用梯度下降的方法对伸缩和平移参数进行优化。在此基础上,以土性、温度、含水率和干密度为输入量,冻胀率和融沉系数为输出量建立模糊随机小波网络冻融特性预测模型。工程算例表明,模型冻胀和融沉的预测值与具体工程实测值基本吻合,可作为南通地铁及周边地区地下冻结法施工冻融特性预测的有效工具。

关键词：冻融特性软土层模糊随机预测模型小波神经网络

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寒区隧道层间聚氨酯保温板的冻融特性试验

西安科技大学学报 2018年第2期38卷 323-329页

作者：汤贵海伍毅敏张镇国张庆宁中铁二十二集团第一工程有限公司北京100040 中南大学土木工程学院湖南长沙410075 山东省交通规划设计院山东济南250031

设置层间聚氨酯板是寒区隧道防冻的常用措施之一。文中采用室内模拟实验方法对实际工程条件下寒区隧道层间聚氨酯保温板的挤压浸水冻融特性进行了研究。实验结果表明:静力反复作用可导致聚氨酯结构破坏,压缩率增大,结构破坏后吸水率受... 详细信息

设置层间聚氨酯板是寒区隧道防冻的常用措施之一。文中采用室内模拟实验方法对实际工程条件下寒区隧道层间聚氨酯保温板的挤压浸水冻融特性进行了研究。实验结果表明:静力反复作用可导致聚氨酯结构破坏,压缩率增大,结构破坏后吸水率受控于压缩率;浸水冻融与静力挤压共同作用,会显著加剧对聚氨酯结构的破坏,压缩率和吸水率显著增大,影响最大的是饱和吸水,其次是自由吸水,最小是约束饱和吸水。鉴于工程条件下层间聚氨酯受到静力挤压、浸水和短周期冻融是普遍现象,抗压性能逐步降低、吸水性能逐步增强亦难以避免,必然降低聚氨酯的耐久性,进而影响寒区隧道的保温效果、围岩结构稳定与安全,据此不建议采用层间保温隔热方法进行防冻。

关键词：寒区隧道聚氨酯板冻融特性

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复合改性水玻璃固化黄土冻融特性试验研究

科学技术与工程 2014年第31期22卷 95-99页

作者：吕擎峰刘鹏飞吴朱敏王生新兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室甘肃省科学院地质自然灾害防治研究所兰州730000

在我国季节温差变化较大的西北地区广泛分布着大量的黄土地层,强烈的冻融作用引起土体结构发生破坏,导致路基和边坡失稳;因此探求在冻融环境下新型岩土加固方式具有重大意义。研究了冻融循环条件下复合改性不同波美度水玻璃固化黄土的... 详细信息

在我国季节温差变化较大的西北地区广泛分布着大量的黄土地层,强烈的冻融作用引起土体结构发生破坏,导致路基和边坡失稳;因此探求在冻融环境下新型岩土加固方式具有重大意义。研究了冻融循环条件下复合改性不同波美度水玻璃固化黄土的无侧限抗压强度、质量损失和微观结构等力学特性的变化。探讨了冻融循环对复合改性水玻璃固化黄土工程特性的影响。试验结果表明:复合改性水玻璃与未改性水玻璃固化黄土样的质量损失、强度损失与冻融循环次数存在一定相对值。冻融循环初期,冻融作用对复合改性水玻璃固化样强度有一定的补强作用;随着冻融循环次数的增多,强度随之减小;多次冻融循环后,试样微结构中部分骨架颗粒或晶体出现断裂,微结构出现损伤或破坏,固化样强度降低,甚至丧失。

关键词：改性水玻璃固化黄土冻融特性强度

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压实度对渠基土冻融特性的影响

沈阳农业大学学报 2023年第3期54卷 327-338页

作者：姜国辉霍佳苗于皓李玉清沈阳农业大学水利学院沈阳110161

压实法是直接减轻渠基土冻胀的措施之一,在以往的实际工程中已取得了良好的防冻胀效果。因此,寻求在冻结过程中压实度等因素对冻胀规律的影响是重中之重。以盘锦市盘山灌区低液限粉质黏土为研究对象,分别将渠基土的压实度控制为87%、92%... 详细信息

压实法是直接减轻渠基土冻胀的措施之一,在以往的实际工程中已取得了良好的防冻胀效果。因此,寻求在冻结过程中压实度等因素对冻胀规律的影响是重中之重。以盘锦市盘山灌区低液限粉质黏土为研究对象,分别将渠基土的压实度控制为87%、92%、97%,在单向冻结条件下进行封闭和开放系统下的室内冻融循环试验,经历冻胀1次、冻融2次后再冻胀、冻融4次后再冻胀,分析压实度对低液限粉质黏土冻融特性的影响规律。结果表明:针对封闭系统而言,压实度的增大对冻结锋面的形成时间影响较小;针对开放系统而言,压实使冻结历时均延长且比同一压实度下封闭系统的更长;无论封闭系统还是开放系统,压实度越大的土体内部,冻结锋面的迁移速率越慢,因而土体内部水分迁移速率减慢,含水率降低;封闭系统下,集中表现为含水率向3 cm上部冻结锋面附近集中;开放系统下,补给层水源补给的水分迁移高度约至冻结层的50%;多次冻融循环会使土体压实度减小,随冻融循环次数增加,土体结构呈稳定状态;随压实度增加土体冻胀率显著降低,后趋于平稳,对土体进行二次压实可以明显减轻冻融破坏的发生程度。兼顾实际灌区施工条件和经济效益综合分析得出:封闭系统下,渠基土选取压实度97%时抗冻胀效果最好;开放系统下,压实度控制为92%最合理。

关键词：压实度低液限粉质黏土冻融特性封闭系统开放系统