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混杂纤维风积沙混凝土抗冻性研究及寿命预测
1
作者 李昊 周一 +3 位作者 张园 郭皓隆 郭汝阳 韩秋硕 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第3期275-283,共9页
为探究内蒙古盐碱区建构筑物遭受冻融循环的侵蚀特点,以风积沙混凝土(ASC)作为基准组,以复掺一定比例碳酸钙晶须和聚丙烯纤维的风积沙混凝土(HF4)作为试验组,采用不同质量浓度的氯盐溶液作为侵蚀溶液,利用快冻法模拟野外服役环境,借助... 为探究内蒙古盐碱区建构筑物遭受冻融循环的侵蚀特点,以风积沙混凝土(ASC)作为基准组,以复掺一定比例碳酸钙晶须和聚丙烯纤维的风积沙混凝土(HF4)作为试验组,采用不同质量浓度的氯盐溶液作为侵蚀溶液,利用快冻法模拟野外服役环境,借助扫描电子显微镜(SEM)对冻融后试件的微观形貌进行观测,运用核磁共振(NMR)探究孔隙结构变化,最后采用Weibull函数建立耐久性退化模型预测试件寿命.结果表明:随着冻融循环的持续进行,混凝土表面浆体逐渐剥落,质量和相对动弹性模量损失严重,无害孔和少害孔演变为有害孔和多害孔,加速混凝土的冻胀破坏.混掺纤维有助于改善混凝土内部微观结构,显著提高ASC抗冻性.通过Weibull函数建立混凝土在冻融作用下寿命预测模型,计算得出HF4在同种环境下安全服役期较ASC最大可提高36.8%. 展开更多
关键词 碳酸钙晶须 聚丙烯纤维 风积沙混凝土 冻融循环 Weibull函数
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不同冲击荷载作用下风积砂混凝土动力学特性及能量耗散规律研究
2
作者 张慧梅 王丹 陈世官 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第2期210-218,共9页
为探讨风积砂混凝土单次及循环冲击荷载作用下动力学特性及能量耗散规律,本文通过分离式霍普金森压杆装置,对风积砂混凝土试件进行动力学试验,探究单次、循环冲击作用下的宏观破坏模式、动力学特性和能量耗散特征。结果表明:单次冲击作... 为探讨风积砂混凝土单次及循环冲击荷载作用下动力学特性及能量耗散规律,本文通过分离式霍普金森压杆装置,对风积砂混凝土试件进行动力学试验,探究单次、循环冲击作用下的宏观破坏模式、动力学特性和能量耗散特征。结果表明:单次冲击作用下,随着冲击气压的增大,试件破碎程度越高,块度粒径越小,峰值应力及峰值应变均增大,并表现出明显的应变率相关性,试件强度增大,单位体积吸收能增大,能量吸收率则减小。循环冲击作用下,试件发生破坏所需的冲击次数随冲击气压的增大而减小,恒定气压下,随着冲击次数增加,试件破碎块度由大粒径向中、小粒径过渡,峰值应力正相关,峰值应变负相关,单位体积吸收能及能量吸收率呈总体下降趋势。风积砂影响混凝土抗冲击性能,原因在于其减少孔隙体积及分布,达到消耗冲击能量,减小结构冲击响应的作用。同时,改变了颗粒级配及混凝土密实度,改善了界面过渡区结构,最终达到增强混凝土抗冲击性能的作用。 展开更多
关键词 风积砂混凝土 分离式霍普金森压杆 循环冲击 破坏模式 应变率 动态增长因子 动力学特性 能量耗散
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纤维与粉土提升水泥稳定风积沙抗压强度的试验研究
3
作者 杨熙 胡再强 +4 位作者 李宏儒 王一 魏宇轩 刘超超 葛秀钰 《水电能源科学》 北大核心 2025年第2期123-127,共5页
为明确纤维与粉土对水泥稳定风积沙的增强效果,对不同纤维掺量、粉土掺量、养护龄期下的试样进行抗压强度试验,并通过扫描电镜(SEM)和核磁共振(NMR)试验对试样的微观结构特点进行了表征。结果表明,纤维与粉土的加入能有效提高试样的抗... 为明确纤维与粉土对水泥稳定风积沙的增强效果,对不同纤维掺量、粉土掺量、养护龄期下的试样进行抗压强度试验,并通过扫描电镜(SEM)和核磁共振(NMR)试验对试样的微观结构特点进行了表征。结果表明,纤维与粉土的加入能有效提高试样的抗压强度;养护龄期与试样强度增长为正相关关系;最佳纤维掺量和最佳粉土掺量分别为2%、15%;在此掺量下,养护28 d试样的强度达到1.68 MPa,相比于水泥稳定风积沙的强度(0.45 MPa)提高了3.73倍。扫描电镜结果表明,试样强度提升来源于纤维在试样中的空间交织作用以及粉土的填充效应。核磁共振结果进一步表明,纤维的加入可降低试样中大孔与中孔的比例,其中2%纤维掺量的降低幅度最大。该研究结果可为风积沙地区路基的施工与设计提供有效参考。 展开更多
关键词 风积沙 纤维 粉土 无侧限抗压强度 微观结构
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地聚合物固化风积沙应力-应变-强度特性及微观结构
4
作者 陈锐 陈海 +3 位作者 郝若愚 包卫星 李林 罗文敏 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第1期177-186,共10页
为了满足沙漠工程建设的需求,开展固结不排水(CU)三轴压缩试验与扫描电镜(SEM)分析,基于临界状态理论,探讨细粒的质量分数和地聚合物掺量对风积沙抗剪强度特性及微观结构的影响.结果表明:随着细粒的质量分数增加,风积沙的应力-应变曲线... 为了满足沙漠工程建设的需求,开展固结不排水(CU)三轴压缩试验与扫描电镜(SEM)分析,基于临界状态理论,探讨细粒的质量分数和地聚合物掺量对风积沙抗剪强度特性及微观结构的影响.结果表明:随着细粒的质量分数增加,风积沙的应力-应变曲线由软化型向硬化型转变,峰值偏应力降低;固化风积沙的峰值与残余偏应力均随着地聚合物掺量的增加而增大,固化风积沙表现出显著的脆性破坏特征与剪胀趋势;细粒土的掺入能增大风积沙的黏聚力并减小风积沙内摩擦角,地聚合物的胶结作用显著增大了固化风积沙的黏聚力,对风积沙内摩擦角影响较小.固化风积沙与未固化风积沙的临界状态线大致平行,细粒的质量分数为20%的固化风积沙临界状态线均位于未固化风积沙临界状态线的下方,且随着地聚合物掺量的增加而逐渐下移;细粒的质量分数为30%的固化风积沙临界状态线均位于未固化风积沙临界状态线的上方,且随地聚合物掺量的增加而逐渐上移.SEM分析结果显示,掺入的细粒土填充了风积沙颗粒间的大孔隙,使土体结构致密,改变了风积沙颗粒间的接触形式,为地聚合物提供了可胶结面积;细粒土与地聚合物共同作用显著提升了固化风积沙的抗剪强度. 展开更多
关键词 临界状态 三轴试验 风积沙 地聚合物 固化机制
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风积沙-萘系减水剂充填材料流动性测试研究
5
作者 王波 周俊丽 +3 位作者 翟龙虎 张超 王家乐 宋杰 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第1期94-100,共7页
为分析风积沙-萘系减水剂充填材料的流动特性,以风积沙、粉煤灰、水泥及萘系减水剂为原材料,混合制备了胶结充填材料,通过极差分析、方差分析及多元回归分析方法,研究了因素(风积沙∶粉煤灰(质量比)A、水泥含量B、萘系减水剂含量C)对风... 为分析风积沙-萘系减水剂充填材料的流动特性,以风积沙、粉煤灰、水泥及萘系减水剂为原材料,混合制备了胶结充填材料,通过极差分析、方差分析及多元回归分析方法,研究了因素(风积沙∶粉煤灰(质量比)A、水泥含量B、萘系减水剂含量C)对风积沙-萘系减水剂充填材料的初凝时间、泌水率、扩散度的影响。结果表明:在试验设定的水平范围内,风积沙-萘系减水剂充填材料的初凝时间为16~58 min,泌水率为4%~31%,扩散度为64.7~73.7 cm。3个因素对于材料初凝时间为A>B>C,泌水率为C>B>A,扩散度为A>C>B;说明风积沙与粉煤灰的质量比对材料的初凝和扩散度的影响最大,而萘系减水剂对材料泌水率的影响最大。建立并校验了在3个因素影响下该胶结充填材料的流动性、强度特性参数预计模型。 展开更多
关键词 风积沙 充填材料 流动性 预测模型
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风荷载和列车共同作用下风积沙包芯路基边坡稳定性研究 被引量：1
6
作者 冷伍明 周思危 +7 位作者 阮波 聂如松 袁立刚 门小雄 董俊利 李家通 沈一凡 赵洋 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3179-3188,共10页
我国是世界上沙漠分布最多的国家之一,沙漠中蕴藏着丰富的矿产资源。西部大开发和“一带一路”倡议将进一步推进沙漠地区铁路建设。利用丰富的沙漠风积沙作为铁路路基填料具有重要的经济意义和推广应用前景,风积沙包芯路基是一种充分利... 我国是世界上沙漠分布最多的国家之一,沙漠中蕴藏着丰富的矿产资源。西部大开发和“一带一路”倡议将进一步推进沙漠地区铁路建设。利用丰富的沙漠风积沙作为铁路路基填料具有重要的经济意义和推广应用前景,风积沙包芯路基是一种充分利用风积沙作为铁路路堤填料的新型结构。为研究列车荷载和风荷载共同作用下风积沙包芯路基边坡稳定性计算方法,基于折线滑动法原理,对路堤结构进行分层分区,采用极限平衡方法,推导出列车荷载和沙漠风荷载共同作用下铁路风积沙包芯路基的稳定性系数计算公式并编制计算程序。结合和若铁路风积沙包芯路基的工程实例,验证了该计算方法的可行性。基于该计算程序,研究了风荷载大小、风向角、路堤填筑高度、填料内摩擦角等影响因素对风积沙包芯路基边坡稳定性系数的影响,分析了风向角、填料内摩擦角等影响因素对风积沙包芯路基边坡砂卵石封层最小厚度的影响。计算结果表明,风积沙包芯路基边坡稳定性系数与风荷载大小近似呈线性负相关,与风向角大小呈非线性正相关。风积沙包芯路基边坡稳定性系数富余量与路堤填筑高度呈负相关。风积沙包芯路基边坡砂卵石封层最小厚度与风向角大小呈非线性负相关,与风积沙填料的内摩擦角大小近似呈线性负相关。建议风积沙包芯路基边坡设计中应考虑风荷载的影响。研究成果可供沙漠地区风积沙包芯路基设计借鉴和采用。 展开更多
关键词 风积沙 包芯路基 风荷载 列车荷载 边坡稳定性分析 路基基床结构
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强降雨及高温天气对风积沙路基水力特性的影响研究 被引量：1
7
作者 荆鹏 张雅琪 +4 位作者 宋心彤 张莉 杨海顺 于涛 王鹏程 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期5018-5029,共12页
风积沙是内蒙古沙漠地区铁路/公路路基的主要填筑材料。近年来内蒙古地区强降雨和高温事件频发,造成风积沙路基土的体积含水率和孔隙水压力显著变化,抗剪强度衰减,从而引发路基变形和滑坡,危害路基稳定性。为探讨强降雨和高温天气对风... 风积沙是内蒙古沙漠地区铁路/公路路基的主要填筑材料。近年来内蒙古地区强降雨和高温事件频发,造成风积沙路基土的体积含水率和孔隙水压力显著变化,抗剪强度衰减,从而引发路基变形和滑坡,危害路基稳定性。为探讨强降雨和高温天气对风积沙路基的水力行为和稳定性的影响,以内蒙古某沙漠地区风积沙路基为研究对象,根据内蒙古中部地区气候特征设计了短时强降雨-蒸发和连续降雨-蒸发2种干湿循环工况,通过数值模拟方法分析了风积沙路基在不同类型的强降雨-蒸发循环作用下的含水率和孔隙水压力随时间和路基深度的变化规律。研究结果表明:强降雨条件下,降雨初期,入渗率等于降雨强度,随着降雨过程持续进行,路基的入渗能力不断降低,当路基表层含水率达到饱和时,入渗速率即为风积沙路基土的饱和渗透系数;相同总降雨量下,连续降雨工况的入渗量较高,因此连续降雨工况下风积沙路基的体积含水率和孔隙水压力变化量和入渗深度均高于短时强降雨工况,连续降雨和短时强降雨工况下的入渗深度分别为5.65 m和3.29 m;降雨导致风积沙路基的体积含水率上升,负孔隙水压力随之下降,高温蒸发对路基水力行为的影响规律则与之相反,随着路基深度增加,强降雨和高温天气对风积沙路基的含水率和孔隙水压力的影响程度逐渐减弱,滞后性增强。研究结果可为沙漠地区风积沙路基的设计和养护工作提供一定的理论基础。 展开更多
关键词 风积沙路基 强降雨 高温 干湿循环 稳定性
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风积砂-黄土混合料与钢界面的环形剪切力学特性 被引量：2
8
作者 姚志华 张建华 +1 位作者 辛建平 穆锐 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期61-68,共8页
黄土高原北侧与诸多沙漠接壤,形成了广泛分布的风积砂-黄土混合区。不同比例条件下的风积砂-黄土混合料会呈现不同的物理力学特征,且风积砂-黄土混合料地基现场施工和使用过程中常与其他材料产生界面接触力学行为,相关研究目前鲜有述及... 黄土高原北侧与诸多沙漠接壤,形成了广泛分布的风积砂-黄土混合区。不同比例条件下的风积砂-黄土混合料会呈现不同的物理力学特征,且风积砂-黄土混合料地基现场施工和使用过程中常与其他材料产生界面接触力学行为,相关研究目前鲜有述及。鉴于此,本工作获得了不同掺砂率条件下的混合料最大干密度,配制相同压实度和不同掺砂率的风积砂-黄土混合料环状试样,开展不同竖向压力和剪切速率条件下的混合料与钢制界面的环形剪切试验,借助扫描电镜观测不同混合料的颗粒分布特征以及颗粒破碎特征,揭示风积砂-黄土混合料与钢制界面环形条件下的残余强度形成机制。结果表明,随着掺砂率的增大,风积砂-黄土混合料的物理力学特征由黄土向砂土过渡。竖向压力小于100 kPa条件下,混合料产生剪胀的概率增大。混合料与钢界面之间的残余强度与竖向压力呈线性关系,变化趋势符合摩尔-库仑定律。随着掺砂率的增大,风积砂颗粒破碎效应增大,混合料与钢界面之间的残余内摩擦角及残余黏聚力均会减小。剪切速率的增大会缩短混合料与钢界面之间的接触时间,两者之间的接触、咬合效应尚不足以发挥作用进而减小了界面残余强度。研究结果预测了风积砂中掺入黄土的比例,可以为风积砂地基处理提供有益参考,也可为风积砂-黄土混合料施工力学行为研究提供科学借鉴。 展开更多
关键词 风积砂-黄土混合料 钢界面 环剪试验 界面残余强度
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废弃玻璃粉风积沙混凝土柱抗震性能试验研究
9
作者 王尧鸿 张宇 +3 位作者 姜丽云 李志强 董伟 张巍 《世界地震工程》 北大核心 2024年第2期45-54,共10页
为研究玻璃粉等质量取代20%水泥与风积沙等质量取代30%天然砂对混凝土柱抗震性能的影响,本文设计和制作4根混凝土柱试件。第1根是普通混凝土柱,第2根是玻璃粉等质量取代20%水泥的混凝土柱,第3根是风积沙等质量取代30%河砂的混凝土柱,第... 为研究玻璃粉等质量取代20%水泥与风积沙等质量取代30%天然砂对混凝土柱抗震性能的影响,本文设计和制作4根混凝土柱试件。第1根是普通混凝土柱,第2根是玻璃粉等质量取代20%水泥的混凝土柱,第3根是风积沙等质量取代30%河砂的混凝土柱,第4根是同时用玻璃粉和风积沙分别等质量取代20%水泥和30%河砂的混凝土柱。通过低周往复荷载试验,对比分析各个试件的破坏形态、承载力、滞回性能、骨架曲线、耗能能力、延性系数、刚度退化规律和变形特点。结果表明:20%取代率的玻璃粉取代水泥和30%取代率的风积沙取代天然河砂均能提高混凝土柱的抗震性能,降低构件破坏程度;基于试验结果、Fajfar和Park-Ang提出的地震损伤模型,对其耗能因子β进行修正,得到了修正后的Park-Ang损伤模型,并与废弃玻璃粉风积沙混凝土柱的试验过程吻合较好。 展开更多
关键词 玻璃粉 风积沙 混凝土柱 抗震性能 损伤模型
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不同长度纤维混掺水泥改良风积沙强度及微观结构研究
10
作者 阮波 赵洋 +3 位作者 张向京 袁忠正 车玉富 路占海 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期5242-5251,共10页
混掺纤维土可以利用不同长度纤维特性进行优势互补,从而提高土体强度,增强延性。以和若铁路为工程背景,对沿线风积沙进行纤维水泥改良,以满足铁路路基基床表层填料要求。通过无侧限抗压强度试验及扫描电镜试验,研究不同长度聚丙烯纤维... 混掺纤维土可以利用不同长度纤维特性进行优势互补,从而提高土体强度,增强延性。以和若铁路为工程背景,对沿线风积沙进行纤维水泥改良,以满足铁路路基基床表层填料要求。通过无侧限抗压强度试验及扫描电镜试验,研究不同长度聚丙烯纤维混掺对水泥改良风积沙试样微观结构和无侧限抗压强度影响。混掺纤维掺量为8‰和10‰,纤维长度有3,6和12 mm共3种规格,按1∶3、1∶1和3∶1比例混掺,水泥掺量5%。采用锤击法制作成直径和高度均为50 mm的圆柱体试样,标准养护7 d龄期后进行无侧限抗压强度试验,在破坏后的试样上取4个样品,制作成边长1 cm的立方试件进行扫描电镜试验。结果表明,不同长度纤维混掺水泥改良风积沙试样较单掺纤维试样的峰值应力、残余应力及延性系数明显增大,而峰前应力增长速率与峰后应力衰减速率显著减小。混掺纤维试样无侧限抗压强度较单掺纤维试样增大12%~46%。混掺纤维掺量从8‰增大到10‰,混掺纤维试样无侧限抗压强度增大10%~13%。混掺纤维试样延性系数随12 mm长纤维的纤维掺量增加而增大。3 mm短纤维与12 mm长纤维混掺的水泥改良风积沙试样的孔隙定向概率熵随长纤维占比的增大而增大,而孔隙率与孔隙平均丰度则相反。3 mm短纤维与12 mm长纤维按照1∶3混掺试验组的无侧限抗压强度最大,对应的孔隙率、孔隙平均丰度最小,孔隙定向概率熵最大。混掺水泥改良风积沙试样无侧限抗压强度与孔隙率、孔隙平均丰度均呈线性负相关。研究成果对风积沙地区铁路路基基床表层填料的设计和施工有借鉴意义。 展开更多
关键词 铁路路基基床 混掺纤维 纤维长度 混掺比例 风积沙 无侧限抗压强度 孔隙丰度 孔隙定向概率熵
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格栅节点加强对风积沙筋土界面力学性能的影响 被引量：2
11
作者 杜炜 聂如松 +3 位作者 谭永长 张杰 祁延录 赵春彦 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期172-187,共16页
在普通双向土工格栅上附加节点,可形成具有立体加筋效果的加强节点土工格栅。在普通双向土工格栅加筋风积沙拉拔试验和离散元数值模型的基础上,构建加强节点土工格栅加筋风积沙的三维离散元拉拔模型,研究加强节点排布方式、厚度、数量... 在普通双向土工格栅上附加节点,可形成具有立体加筋效果的加强节点土工格栅。在普通双向土工格栅加筋风积沙拉拔试验和离散元数值模型的基础上,构建加强节点土工格栅加筋风积沙的三维离散元拉拔模型,研究加强节点排布方式、厚度、数量、相邻节点间距对筋土界面力学性能的影响。研究结果表明:在节点上侧加强、节点下侧加强和节点上、下两侧同时加强的排布方式中,上下两侧同时加厚对极限拉拔阻力和界面摩擦角的增幅最大;加强节点可优化土工格栅的加筋性能;当节点布置方式不变时,加强节点厚度和节点数量均与极限拉拔阻力增量呈现出良好的线性相关性;与普通土工格栅相比,加强节点土工格栅的剪切带范围更大,且限制土体位移的能力更强;当多个节点同时工作且相邻节点的间距较小时,相邻节点的影响区域互相重叠,使节点提供的极限拉拔阻力增量降低,产生节点群体效应;随着相邻节点的间距增大,节点影响区域的重叠范围减少,群体效应逐渐减弱。 展开更多
关键词 土工格栅 风积沙 拉拔试验 加强节点 离散元
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可溶性大豆多糖对大豆脲酶诱导碳酸钙沉积固化风积沙效果的影响研究 被引量：1
12
作者 亓永帅 高玉峰 +2 位作者 何稼 周云东 严柏杨 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期823-832,共10页
大豆脲酶诱导碳酸钙沉积用于固化沙漠风积沙具有潜在价值,为提升固化的均匀性及效果,在提取的大豆脲酶溶液中加入可溶性大豆多糖(SSPS)用于诱导碳酸钙沉积反应过程。首先,在液体环境下分析了SSPS对大豆脲酶溶液特性及反应生成碳酸钙的影... 大豆脲酶诱导碳酸钙沉积用于固化沙漠风积沙具有潜在价值,为提升固化的均匀性及效果,在提取的大豆脲酶溶液中加入可溶性大豆多糖(SSPS)用于诱导碳酸钙沉积反应过程。首先,在液体环境下分析了SSPS对大豆脲酶溶液特性及反应生成碳酸钙的影响,随后土体环境中采用单相灌注法固化风积沙,测试了胶结试样的无侧限抗压强度和三轴固结不排水剪切特性,并结合SEM探究了固化机理。结果表明:SSPS的添加量为1,3g/L时虽轻微抑制脲酶活性,但几乎不影响溶液黏度,且更利于液体环境下生成方解石晶体,同时土体环境中提升了固化风积沙的强度以及改善了单相灌注固化的均匀性,其中3 g/L添加量时效果更佳。SEM观察分析显示,添加SSPS后,液体环境下生成了尺寸更大且更紧密的碳酸钙晶体,土体环境中更多更紧密的碳酸钙晶体分布在沙颗粒间接触点处,从而增强了胶结作用效果。 展开更多
关键词 大豆脲酶 可溶性大豆多糖 风积沙 土体固化 无侧限抗压强度
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基体材料对铁路沿线风积沙ECC性能影响研究 被引量：1
13
作者 梁轩 程建军 +3 位作者 夏多田 张朵 武海洋 陈驰 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1025-1036,共12页
为解决沙漠戈壁地区河砂资源紧缺、运输成本高等问题,同时减轻沙漠铁路风沙灾害,开展沙漠铁路沿线原状风积沙制备地域性工程水泥基复合材料(ECC)的试验研究。通过正交试验探究了不同风积沙掺量(S/C)、粉煤灰掺量(FA/C)和水胶比对ECC性... 为解决沙漠戈壁地区河砂资源紧缺、运输成本高等问题,同时减轻沙漠铁路风沙灾害,开展沙漠铁路沿线原状风积沙制备地域性工程水泥基复合材料(ECC)的试验研究。通过正交试验探究了不同风积沙掺量(S/C)、粉煤灰掺量(FA/C)和水胶比对ECC性能的影响,对三点弯曲试验的试件进行了开裂形态及荷载-挠度曲线的比较,并对流动度、表观密度、力学性能以及韧性进行了极差分析,结合微观分析初步确定出合理的基体配合比;在此基础上进一步探究了不同粉煤灰掺量对ECC抗压性能、弯曲性能、拉伸性能和变形能力的影响。研究结果表明:风积沙对流动度、弯曲性能影响最显著,粉煤灰对表观密度、抗压性能影响最显著;当风积沙掺量为0.75、粉煤灰掺量为1.50、水胶比为0.34时材料的综合性能最好,即流动度、抗压抗折强度分别为:151 mm、50.1 MPa和17.3 MPa;粉煤灰掺量从1.50增加到3.50时,材料极限拉应变在2%~3.5%范围内波动,掺量为2.50时极限拉应变出现最大值3.5%;当掺量为3.0时轴拉试件裂缝宽度最小为100μm,此时裂缝数量最多、间距最小。风积沙掺量为0.75、粉煤灰掺量为1.5时纤维表面有明显划痕且附着水化产物,纤维在基体中能较好地发挥桥联作用;水胶比为0.36时基体密实度较低,对纤维的锚固作用会被削弱。研究为风积沙在沙漠地区铁路工程中制备高延性混凝土提供了一定的理论依据。 展开更多
关键词 ECC 风积沙 粉煤灰 力学性能 微观分析 沙漠铁路
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风积沙充填开采应用现状及材料性能研究 被引量：2
14
作者 王树帅 岳中文 +1 位作者 康一强 罗磊 《矿业科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期217-232,共16页
风积沙充填开采可实现就地取材、变废为宝,实现煤矿开采与风积沙治理的协同处理。目前,风积沙充填主要应用于公路下伏采空区充填、煤矿充填开采及金属矿充填开采;在充填工艺方面,开发了采空区注浆投沙、固体充填开采、高水充填开采以及... 风积沙充填开采可实现就地取材、变废为宝,实现煤矿开采与风积沙治理的协同处理。目前,风积沙充填主要应用于公路下伏采空区充填、煤矿充填开采及金属矿充填开采;在充填工艺方面,开发了采空区注浆投沙、固体充填开采、高水充填开采以及胶结充填开采等;在充填技术方面,采用了长壁式充填开采、条带式充填开采和巷式充填开采等。关于风积沙胶结材料性能研究集中于料浆流动性与充填体强度方面。通过分析不同配比与养护时间下风积沙胶结料浆的流变特性,以及采用聚丙烯纤维对风积沙充填体进行韧性改良,发现风积沙胶结料浆流变参数随养护时间而增加,纤维的加入显著改善了风积沙充填体的脆性特征。 展开更多
关键词 风积沙充填 应用现状 充填工艺 材料性能 流变特性 纤维增韧
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龄期对剑麻纤维风积沙改性土工程特性的影响 被引量：1
15
作者 陶嘉伟 苏占东 +8 位作者 冉秀峰 李驰 李博 吴思静 张亚宁 宋雨恒 吴承泽 王咸钰 李致丞 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3200-3212,共13页
为了研究养护龄期对剑麻纤维风积沙改性土的物理和力学特性的影响,改善水泥固化风积沙改性土脆性开裂特性,选取通辽—新民北高铁所经的科尔沁沙地的实际高速铁路路堤风积沙改性土(95%风积沙+5%水泥),分别添加0%、0.1%、0.2%和0.4%的剑... 为了研究养护龄期对剑麻纤维风积沙改性土的物理和力学特性的影响,改善水泥固化风积沙改性土脆性开裂特性,选取通辽—新民北高铁所经的科尔沁沙地的实际高速铁路路堤风积沙改性土(95%风积沙+5%水泥),分别添加0%、0.1%、0.2%和0.4%的剑麻纤维,开展不同养护龄期(7,14,21及28 d)条件下的电阻率测试、纵波波速测试和无侧限抗压试验。试验结果表明:风积沙改性土的电阻率和纵波波速会随着养护龄期的增加而上升,前期增长显著而后期趋于平缓;在标准养护条件下,随着养护龄期的增加(从7~28 d),各组剑麻纤维掺量风积沙改性土的割线模量呈现对数函数形式增加,各组剑麻纤维掺量风积沙改性土的泊松比均呈小幅度下降趋势,其中不掺加剑麻纤维风积沙改性土的泊松比降幅较大(0.315~0.336,降幅6.63%),另外3组掺加剑麻纤维风积沙改性土的泊松比降幅较小(0.300~0.308,降幅2.60%),说明剑麻纤维的掺入对于改善风积沙改性土抵抗侧向变形的能力有限。风积沙改性土的无侧限抗压强度也会随着养护龄期和纤维含量的增加呈现抛物线形式上升,说明养护龄期的增加和剑麻纤维的掺入能有效提高风积沙改性土的抗压强度和延性特征,减轻风积沙改性土的脆性破坏。研究结果对沙漠地区风积沙改性土的工程应用与理论研究具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 养护龄期 剑麻纤维 风积沙改性土 物理特性 力学特性
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不同碳酸钙钙源对CFPK加固风积沙的影响 被引量：1
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作者 蔡东廷 周详朋 +1 位作者 郭弘东 樊恒辉 《人民黄河》 CAS 北大核心 2024年第3期103-108,共6页
仿岩溶碳酸氢钙(CFPK)溶液是一种环境友好型固沙材料,碳酸钙钙源对CFPK溶液的制备及其特性有重要影响。为了给CFPK在固沙方面的推广应用提供参考,选择分析纯碳酸钙、生物碳酸钙、轻质碳酸钙、重质碳酸钙4种材料作为制备CFPK溶液的碳酸... 仿岩溶碳酸氢钙(CFPK)溶液是一种环境友好型固沙材料,碳酸钙钙源对CFPK溶液的制备及其特性有重要影响。为了给CFPK在固沙方面的推广应用提供参考,选择分析纯碳酸钙、生物碳酸钙、轻质碳酸钙、重质碳酸钙4种材料作为制备CFPK溶液的碳酸钙钙源,通过化学试验、力学试验、X射线衍射试验和扫描电镜试验等,分析了不同碳酸钙钙源制备的CFPK溶液的固沙效果。结果表明:1)4种碳酸钙钙源制备的CFPK溶液在反应达到平衡时,电导率和钙离子浓度基本相同,即钙源对碳酸氢钙溶解度影响很小,但是反应速度差别明显,其中重质碳酸钙的反应速率最快、生物碳酸钙的反应速率最慢;2)不同碳酸钙固化沙的表面强度、抗风蚀能力差异明显,重质碳酸钙固化沙表面强度和抗风蚀能力大于其他3种碳酸钙的,生物碳酸钙固化沙表面强度和抗风蚀能力最小;3)4种碳酸钙钙源在固化沙中生成的碳酸钙晶体矿物成分基本相同,主要为方解石,但不同碳酸钙钙源在固化沙中生成的碳酸钙晶体的含量和形态有所不同,分析纯碳酸钙生成的碳酸钙晶体主要为六面体方解石,其他3种碳酸钙生成的碳酸钙晶体以薄片状为主,其中重质碳酸钙生成的碳酸钙晶体尺寸大、高度聚集、致密性高,因此重质碳酸钙作为钙源的固沙效果最好,建议选用重质碳酸钙作为制备CFPK溶液的钙源。 展开更多
关键词 风积沙 仿岩溶碳酸氢钙 碳酸钙钙源 重质碳酸钙 固沙 抗风蚀能力
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列车荷载作用下风积沙包芯路基动力响应试验研究
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作者 周思危 聂如松 +2 位作者 阮波 冷伍明 董俊利 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2707-2721,共15页
我国沙漠铁路沿线优良填料极其匮乏而风积沙资源相对丰富,但风积沙存在级配不良、结构松散等缺陷,不宜直接用作基床填料。风积沙包芯路基兼顾经济环保与力学性能,就地取用沿线风积沙填筑基床底层,取用卵石土对其包边封层。通过对风积沙... 我国沙漠铁路沿线优良填料极其匮乏而风积沙资源相对丰富,但风积沙存在级配不良、结构松散等缺陷,不宜直接用作基床填料。风积沙包芯路基兼顾经济环保与力学性能,就地取用沿线风积沙填筑基床底层,取用卵石土对其包边封层。通过对风积沙包芯路基开展现场实车动测,获得路基动响应与振动能量的空间分布特征以及随轴重和车速的变化规律。研究结果表明:路基动应力沿深度的衰减主要集中于路基面以下0~0.6 m和1.5~2 m范围内,加速度沿边坡的衰减主要在距轨道中心5 m范围内。动应力和加速度幅值均随轴重和车速的提高明显增大,衰减速率随轴重的增加而降低。动应力频谱服从倍频规律和幅值调制效应,0~2 Hz的低频振动对动应力起控制作用。加速度振级集中分布于12.5~31.5 Hz中心频段内,0~10 Hz的低频段振级沿边坡衰减剧烈,10~40 Hz高频段振级的衰减相对较小。振动总能量沿路堤边坡耗散近80%,总能量在各频带上的聚集量:频带2>频带1>频带3>频带4。各频带能量均随轴重和车速的增加而增大,增长幅度随频带的提高逐级递减。研究成果可以为沙漠铁路路基工程的后续建管标准与运维实践提供参考。 展开更多
关键词 沙漠铁路 风积沙 包芯路基 动响应测试 振动能量
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铁路基床底层风积沙填料长期动力稳定性研究
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作者 马梦倩 聂如松 +2 位作者 钱冲 阮波 祁延录 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2284-2294,共11页
为了研究铁路基床底层风积沙填料的长期动力稳定性,以和若铁路某试验段路基为研究对象,开展现场动力响应试验,试验车速分别为5,20和30 km/h,轴重分别为14.5 t和23.5 t,分析动应力随列车速度、轴重及沿深度的变化规律,基于现场测试和以... 为了研究铁路基床底层风积沙填料的长期动力稳定性,以和若铁路某试验段路基为研究对象,开展现场动力响应试验,试验车速分别为5,20和30 km/h,轴重分别为14.5 t和23.5 t,分析动应力随列车速度、轴重及沿深度的变化规律,基于现场测试和以往动三轴试验成果,将临界动应力和累积塑性变形作为评价参数,分别从动强度和动变形2个方面评价和若铁路基床底层风积沙填料的长期动力稳定性。研究结果表明:1)当列车以不大于30 km/h的速度运行时,车速对基床动应力值的影响很小,但轴重的影响十分显著,不同轴重作用下动应力衰减系数沿深度的变化曲线基本重合,动应力经过基床表层衰减约39.7%,传递至基床底层底面衰减约84.6%。2)在和若铁路基床底层范围内,列车荷载产生的动应力为12.86~53.05 kPa,小于风积沙临界动应力66.02~100.21 kPa,从动强度角度来说,风积沙用作铁路基床底层填料满足长期动力稳定性要求。3)基于基床填料的累积塑性应变模型,采用分层总和法计算了和若铁路基床层的累积塑性变形,结果发现列车荷载作用下基床变形主要集中在第1个月,累积变形量为13.59 mm,小于规范允许的月沉降量25 mm,从动变形角度来说,风积沙用作铁路基床底层填料满足长期动力稳定性要求。研究成果可为沙漠地区路基填料选择及基床结构设计提供参考。 展开更多
关键词 风积沙 基床底层 长期动力稳定性 临界动应力 累积塑性变形
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风积沙填筑铁路路基累积塑性变形及临界动应力试验研究 被引量：3
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作者 韦朝 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期138-148,共11页
目前用于铁路基床的填料大多数为级配优良的填料,而对风积沙作为路基填料在列车荷载作用下的累积塑性变形特性和临界动应力研究不多,但风积沙作为路基填料已在沙漠铁路建设中得到运用。为探究列车荷载作用下风积沙填料填筑铁路路基的累... 目前用于铁路基床的填料大多数为级配优良的填料,而对风积沙作为路基填料在列车荷载作用下的累积塑性变形特性和临界动应力研究不多,但风积沙作为路基填料已在沙漠铁路建设中得到运用。为探究列车荷载作用下风积沙填料填筑铁路路基的累积塑性变形演变特性及临界动应力,考虑围压、动应力幅值、压实系数和含水率等因素的影响,开展一系列动三轴试验。试验结果表明:风积沙累积塑性应变随压实系数、围压的增大而减小,随动应力幅值的增大而增大。以最优含水率为分界点,低于最优含水率时,风积沙累积塑性应变随含水率的增加而减小;高于最优含水率时,风积沙累积塑性应变随含水率的增加而增大。风积沙试样的累积塑性应变曲线可分为:稳定型、临界型和破坏型。根据对累积塑性应变曲线的分类,获得了不同条件下风积沙填料的临界动应力。风积沙临界动应力随围压和压实系数的增大而增大,饱和含水率下风积沙填料的临界动应力明显小于天然含水率和最优含水率下风积沙填料的临界动应力。临界动应力和围压具有较好的线性关系。构建了可考虑围压和含水率影响的风积沙临界动应力经验公式,通过临界动应力公式确定了不同工况下风积沙作为路基填料的适用范围。试验结果可为沙漠铁路的设计、施工以及运营提供经验和理论依据。 展开更多
关键词 铁路路基 风积沙 累积塑性应变 临界动应力 动三轴试验 基床表层
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塔克拉玛干沙漠风积沙工程性能试验研究 被引量：2
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作者 郑世龙 《铁道建筑》 北大核心 2024年第1期111-115,共5页
针对西北沙漠地区铁路优质路基填料短缺的问题,开展了风积沙扫描电镜试验、击实试验、直剪试验等试验,从微观和宏观角度研究了风积沙的工程性能。结果表明:风积沙结构松散,颗粒表面棱角较圆滑,主要粒径为0.075~0.250 mm,粉粒和黏粒均较... 针对西北沙漠地区铁路优质路基填料短缺的问题,开展了风积沙扫描电镜试验、击实试验、直剪试验等试验,从微观和宏观角度研究了风积沙的工程性能。结果表明:风积沙结构松散,颗粒表面棱角较圆滑,主要粒径为0.075~0.250 mm,粉粒和黏粒均较少,粒径均匀,级配不良,分类属于间断级配C3填料;风积沙击实曲线呈单峰形,最大干密度为1.61 g/cm^(3),最优含水率为12.5%,水泥混合风积沙最大干密度和最优含水率均随水泥掺量增大而增大;风积沙理论黏聚力为0,理论内摩擦角为27.4°,抗剪能力差;风积沙物理和力学性质均较差,不可直接用作铁路路基基床填料,应对风积沙进行改良处理。 展开更多
关键词 铁路路基 沙漠地区 风积沙 扫描电镜 X射线衍射 击实 直接剪切
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