冻融循环作用下CMC改良黄土的强度与渗透性研究

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作者 陈孝勇 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第4期117-122,129,共7页

为了探究冻融循环作用下羧甲基纤维素钠(CMC)对渠道垫层重塑黄土的改良效果,在确定最优掺量的基础上,对不同冻融循环次数下的CMC改良黄土和重塑黄土开展渗透试验和三轴剪切试验,对比分析了冻融作用下改良黄土和重塑黄土渗透性和强度特... 为了探究冻融循环作用下羧甲基纤维素钠(CMC)对渠道垫层重塑黄土的改良效果,在确定最优掺量的基础上,对不同冻融循环次数下的CMC改良黄土和重塑黄土开展渗透试验和三轴剪切试验,对比分析了冻融作用下改良黄土和重塑黄土渗透性和强度特性的变化规律,并根据电镜扫描图像从微观角度讨论了CMC改良黄土的加固机理。结果表明:CMC改良黄土时的最优掺入量为0.5%;冻融循环会导致黄土渗透系数增加,破坏强度减小,黏聚力和内摩擦角衰减,且第1次冻融作用对土样的影响最为显著;CMC掺入能够明显弱化冻融作用对黄土的影响,提高其抗渗性和强度,使得改良黄土的渗透系数显著低于重塑黄土,破坏强度、黏聚力、内摩擦角均大于重塑黄土;CMC掺入黄土能增强土颗粒间的胶结作用,增加摩擦强度,稳定土体结构,显著提高黄土的抗渗性、抗剪强度和抗冻融性能。 展开更多

关键词 冻融循环 羧甲基纤维素钠 冻融循环 改良黄土 强度 渗透性

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玉米油微胶囊沥青自修复微观机理

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作者 吕悦晶 夏毅 +2 位作者 汤文 钟闻华 油川洲 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第5期586-594,共9页

为解决微胶囊沥青自修复微观机理尚未明确的问题,采用原位聚合法制备玉米油微胶囊,通过石油醚浸泡法测定囊芯质量分数并验证稳定性;借助荧光显微镜观察微胶囊形貌特征,设计玉米油微胶囊沥青划痕法自修复试验,并观测自修复行为;基于原子... 为解决微胶囊沥青自修复微观机理尚未明确的问题,采用原位聚合法制备玉米油微胶囊,通过石油醚浸泡法测定囊芯质量分数并验证稳定性;借助荧光显微镜观察微胶囊形貌特征,设计玉米油微胶囊沥青划痕法自修复试验,并观测自修复行为;基于原子力显微镜试验获取自修复沥青的微观特征参数,并量化分析微胶囊对沥青自修复的影响。结果表明:所制玉米油微胶囊的壁材固化稳定,囊芯质量分数为52%;玉米油微胶囊个体呈不规则球状结构,粒径分布主要为0~30μm,平均粒径为23.7μm;划痕受力后的微胶囊破裂释放玉米油再生剂,再生剂通过毛细作用扩散并填充裂缝实现沥青的自修复;4%、8%微胶囊沥青样品表面的峰状结构平均面积分别减少17%、27%,均方根粗糙度修复率分别为36%、41%;玉米油微胶囊的加入降低了老化对沥青表面微观参数的影响,一定程度上对老化沥青进行了修复。所制玉米油微胶囊改变老化沥青组分可以实现对老化沥青的性能再生,可为沥青路面预防性养护提供科学依据。 展开更多

关键词 预防性养护 沥青自修复 玉米油微胶囊 AFM技术 峰状结构 微观机理

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不同pH条件下红层泥岩崩解特性研究 被引量：3

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作者 赵顺良 查焕奕 《人民长江》 北大核心 2022年第9期140-146,共7页

研究红层泥岩在不同酸碱环境中的崩解特性对保障红层泥岩人工边坡、地基工程的安全性十分重要。通过开展pH为3,7,11条件下红层泥岩的崩解试验,深入了解了红层泥岩在不同酸碱环境下的崩解现象,分析了干湿循环后红层泥岩粒径级配特征、不... 研究红层泥岩在不同酸碱环境中的崩解特性对保障红层泥岩人工边坡、地基工程的安全性十分重要。通过开展pH为3,7,11条件下红层泥岩的崩解试验,深入了解了红层泥岩在不同酸碱环境下的崩解现象,分析了干湿循环后红层泥岩粒径级配特征、不均匀系数、曲率系数、比表面积增量及崩解率及崩解比的变化规律,揭示了红层泥岩在不同pH条件下的崩解机制。研究表明:pH=3时,红层泥岩崩解现象最剧烈,裂缝出现最早,贯通速率最快;干湿循环后粒径级配均表现出大颗粒减小,小颗粒增多;与pH=7相比,pH=3和11的环境对红层泥岩崩解后颗粒的不均匀系数及曲率系数影响更加明显,增长幅度更大;红层泥岩崩解率与崩解比的变化速率在不同酸碱环境中从大到小依次为pH=3>pH=11>pH=7;在酸性条件下,红层泥岩的比表面积增幅最快,远高于碱性和中性环境。研究成果可为红层泥岩边坡及地基的稳定性分析及工程实践提供参考。 展开更多

关键词 红层泥岩 崩解特性 PH 比表面积增量 不均匀系数

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砂岩冻融劣化机理的多尺度试验研究 被引量：3

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作者 王生祖 武康森 +1 位作者 达哇 王冲 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第35期15194-15200,共7页

在寒区的工程建设中,冷暖交替所产生的冻融循环是寒区岩石材料劣化的主要原因之一。为了得到寒区环境下岩石的冻融劣化机理,选用砂岩作为研究对象,对其开展不同循环次数的冻融循环试验,并进行了一系列宏、细、微观多尺度试验研究。研究... 在寒区的工程建设中,冷暖交替所产生的冻融循环是寒区岩石材料劣化的主要原因之一。为了得到寒区环境下岩石的冻融劣化机理,选用砂岩作为研究对象,对其开展不同循环次数的冻融循环试验,并进行了一系列宏、细、微观多尺度试验研究。研究结果表明:随着冻融循环次数的增多,砂岩的纵波波速、横波波速与抗压强度均随之降低。冻融循环会粗化砂岩的孔隙结构,循环次数越多,砂岩孔隙粗化的现象越严重,孔隙率也越大。砂岩的孔隙率与孔径分布区间会从0次时的2.17%与0.00028~13.33984μm变为90次时的5.11%与0.00455~43.42236μm。此外,由于孔隙体积的增大,孔隙之间相互连通会致使砂岩中的孔隙数量随着冻融循环次数的增多而减小。正是因为冻融循环劣化了砂岩的孔隙结构,砂岩试样在宏观尺度上会表现出波速与力学性能的劣化,并使得应力应变曲线中的孔隙压密段应变与峰值应变均随着循环次数的增多而增大。综合多尺度试验结果发现,冻融循环对砂岩的劣化速率随着循环次数的增多而不断加剧。研究成果可为寒区的工程建设提供参考。 展开更多

关键词 冻融循环 砂岩 多尺度 孔隙结构

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黄河源河岸高寒草甸含根土体抗拉、抗剪特性及其影响因素 被引量：1

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作者 张海龙 朱海丽 +4 位作者 张玉 刘国松 吴悦辰 刘亚斌 李国荣 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2024年第5期58-67,共10页

[目的]研究黄河源区河岸带高寒草甸含根土体抗拉、抗剪特性及其影响因素,为源区河岸保护和河流崩岸力学机制研究提供数据支撑。[方法]以青海省河南县兰木措曲弯曲河流为研究区,以不同退化程度的河岸高寒草甸含根土体为研究对象,分析含... [目的]研究黄河源区河岸带高寒草甸含根土体抗拉、抗剪特性及其影响因素,为源区河岸保护和河流崩岸力学机制研究提供数据支撑。[方法]以青海省河南县兰木措曲弯曲河流为研究区,以不同退化程度的河岸高寒草甸含根土体为研究对象,分析含水率、含根量、根系组成以及冻融循环次数对含根土体抗拉、抗剪强度的影响,并探讨含根土体抗拉强度与抗剪强度之间的关系。[结果]含根土体的抗拉、抗剪强度随含水率从30%增加至55%逐渐减小,且抗剪强度是抗拉强度5倍左右;植物根系的加入能有效提高土体的抗拉、抗剪强度,当根系含量由0%增加至0.25%,抗拉、抗剪强度增幅分别为45%和107%,且根土体抗拉、抗剪强度在禾本科植物比例为100%时达到最大值,分别为4.38和19.98 kPa;经多次冻融循环之后含根土体冰融循环次数与抗拉强度拟合曲线呈双峰式变化,随冻融循环次数增加土体原网状结构首先破坏然后重新达到平衡;含根土体抗拉强度与抗剪强度之间呈线性相关性。[结论]黄河源区高寒草甸退化加剧使根量与根系形态发生了明显的变化,表现为含根土体的抗拉、抗剪强度逐渐降低。因此,应尽可能减少过度放牧及人为干扰,保护河岸原生高寒草甸植被,以保持源区河岸稳定。 展开更多

关键词 含根土体 抗拉强度 抗剪强度 高寒草甸植物 冻融循环

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高寒草地四种植物叶片化学计量学特征及其对坡度的响应 被引量：1

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作者 鄯仁欠姐 姚步青 +6 位作者 李永晓 马丽萍 雷雨田 马忠武 王芳萍 郭玉朋 周华坤 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期121-129,共9页

本研究以高寒草甸和高寒灌丛共有物种黑褐苔草(Carex atrofusca Schkuhr Riedgr.)、黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala Bunge.)、冷地早熟禾(Poa crymophila Keng.)、乳白香青(Anaphalis lactea Maxim.)为研究对象,比较分析四种植物叶片... 本研究以高寒草甸和高寒灌丛共有物种黑褐苔草(Carex atrofusca Schkuhr Riedgr.)、黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala Bunge.)、冷地早熟禾(Poa crymophila Keng.)、乳白香青(Anaphalis lactea Maxim.)为研究对象,比较分析四种植物叶片碳(Carbon, C)、氮(Nitrogen, N)、磷(Phosphorus, P)含量差异及其随坡度变化的变化趋势。结果表明:高寒草甸植物叶片C,N含量、C/N比值种间差异显著,高寒灌丛植物叶片N,P含量,C/N,C/P,N/P比值种间差异显著;高寒灌丛乳白香青叶片C/N,C/P比值和黄花棘豆叶片C/P,N/P比值显著高于高寒草甸;随着坡度增大,两种草地类型所有植物叶片C含量和N/P比值均无显著变化趋势;高寒草甸黑褐苔草和黄花棘豆叶片N含量显著减少,C/N比值显著增大;高寒灌丛乳白香青叶片P含量显著减少,C/P比值显著增大。两种草地类型植物叶片化学计量特征对坡度的响应差异说明了植物适应环境策略的多样化。 展开更多

关键词 高寒草地 坡度 植物化学计量学 环境适应策略

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寒旱环境灌木根系增强春融期边坡稳定性影响 被引量：1

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作者 高英 马艳霞 +2 位作者 张吾渝 张小荣 杨丰华 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第12期5096-5103,共8页

春融期边坡极易发生热融滑塌现象,为研究植被根系与边坡冻融界面呈不同夹角α条件下边坡的潜在滑移面破坏形式、位移特征以及稳定性影响。结果表明:随融化深度的增加,春融期素土及根-土复合体边坡的等效塑性应变贯通带越明显,易沿着冻... 春融期边坡极易发生热融滑塌现象,为研究植被根系与边坡冻融界面呈不同夹角α条件下边坡的潜在滑移面破坏形式、位移特征以及稳定性影响。结果表明:随融化深度的增加,春融期素土及根-土复合体边坡的等效塑性应变贯通带越明显,易沿着冻融界面发生平面状滑塌;相比于素土边坡,春融期(3月份)根-土复合体边坡最大位移量减小约69.65%,春融期(4月份)根-土复合体边坡最大位移量减小约71.88%,且根-土复合体边坡位移的减少量随着α角的增大而呈增大趋势,表现出根系伸入冻融界面处时具有较强的固土能力;当根系与冻融界面夹角α由45°增大至90°时,根-土复合体边坡的安全系数呈增长趋势,且根系与边坡冻融界面垂直时,根系具有相对最大限度地增强春融期边坡固土护坡作用,可有效提高春融期边坡的稳定性。研究成果为探讨冻融界面处植物根系对春融期边坡稳定性具有理论研究价值和实际指导意义。 展开更多

关键词 根-土复合体 水热力耦合 冻融界面 边坡稳定性

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寒旱环境春融期土坡稳定性影响分析

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作者 翟利健 张小荣 高英 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第33期14417-14423,共7页

为解决春融期土坡失稳破坏问题,采用TMS9018-500型冻胀循环试验箱与UU三轴剪切仪相结合的试验方案,获取不同冻融循环次数下土体的抗剪强度参数,并基于冻土水-热-力耦合理论,通过COMSOL多物理场有限元软件对春融期土坡进行数值模拟,分析... 为解决春融期土坡失稳破坏问题,采用TMS9018-500型冻胀循环试验箱与UU三轴剪切仪相结合的试验方案,获取不同冻融循环次数下土体的抗剪强度参数,并基于冻土水-热-力耦合理论,通过COMSOL多物理场有限元软件对春融期土坡进行数值模拟,分析冻融循环次数对春融期土坡潜在滑移面、位移以及安全系数的发展规律。结果表明:随冻融循环次数的增加,春融期土坡的等效塑性应变随之增加,坡脚的等效塑性应变相对集中,且潜在滑动贯通区自坡脚向坡顶发展;随冻融循环次数的增加,土坡浅层正融区土体位移量逐渐增大,安全系数随之减小,最大减小37.86%左右,说明冻融循环作用使春融期土坡稳定性更加不利。研究成果对春融期的护坡基础建设具有重要的借鉴意义。 展开更多

关键词 冻融循环作用 水-热-力耦合 冻融界面 土坡稳定性

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降雨入渗对寒旱环境根-土复合体斜坡稳定性的影响

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作者 罗元仓 张小荣 高英 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第24期10500-10507,共8页

为研究降雨入渗对寒旱环境根-土复合体斜坡稳定性的影响,基于室内根-土复合体直剪试验,将根系简化为主根与一级不同倾角侧根组成的二维对称模型,来模拟根-土复合体直剪试验,获得不同倾角侧根的拉力与试样的抗剪强度指标,且基于无限斜坡... 为研究降雨入渗对寒旱环境根-土复合体斜坡稳定性的影响,基于室内根-土复合体直剪试验,将根系简化为主根与一级不同倾角侧根组成的二维对称模型,来模拟根-土复合体直剪试验,获得不同倾角侧根的拉力与试样的抗剪强度指标,且基于无限斜坡与降雨I-D模型,对不同倾角侧根穿过潜在滑移面斜坡进行稳定性分析。结果表明:随侧根倾角的增加,前侧根的拉力增加,主根和后侧根拉力变化不明显,大于37.5°时,前侧根拉力逐渐降低;不同垂直压力下,根系构型对土体抗剪强度的贡献依次为前侧根、主根、后侧根;随斜坡潜在滑移面深度的增加,素土及根-土复合体斜坡安全系数急剧下降,且相比素土,根-土复合体斜坡安全系数最大增长约27.01%。研究成果可为寒旱环境的植被生态护坡和水土保持研究提供一定数据参考。 展开更多

关键词 根-土复合体 数值模拟 抗剪强度 降雨斜坡稳定性

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河湖相沉积软土地层地铁车站深基坑施工位移分析 被引量：12

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作者 白学平 《城市轨道交通研究》 北大核心 2023年第6期62-67,共6页

为研究河湖相沉积环境下的软土深基坑在施工过程中的变形规律,以佛山轨道交通2号线某车站深基坑工程为研究对象,在进行实际开挖和布设监测点的基础上,结合工程地质条件建立三维数值模型,对基坑围护结构、地面沉降和地下连续墙墙体水平... 为研究河湖相沉积环境下的软土深基坑在施工过程中的变形规律,以佛山轨道交通2号线某车站深基坑工程为研究对象,在进行实际开挖和布设监测点的基础上,结合工程地质条件建立三维数值模型,对基坑围护结构、地面沉降和地下连续墙墙体水平位移等进行了对比分析。结果发现:该软土深基坑长边方向最大水平位移监测值为23.0~24.0 mm,短边方向最大水平位移监测值为13.5 mm,基坑水平位移曲线整体呈拱形;基坑长边方向地面沉降监测最大值25.0 mm,短边方向地面沉降监测最大值为14.5 m,距基坑边缘6.8 m,其曲线呈宽“V”字型;深基坑三维数值模拟结果与监测结果基本一致,与监测值相比最大误差为10%~12%;开挖深度达到7 m时,基坑深部土体由于嵌固作用和围护结构内移存在隆起趋势,开挖完成后隆起位移达到4.1 mm;通过监测和模拟手段对此类型软土深基坑施工过程中的变形规律进行了验证,其变形值均未超过基坑变形控制上限。 展开更多

关键词 地铁 车站 深基坑 施工位移 河湖相软土地层

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地震作用下曲线梁桥结构响应及敏感性分析 被引量：5

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作者 游新 何睿华 +1 位作者 吴刚 宋帅 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2020年第1期118-124,共7页

为研究不同设计参数对曲线梁桥地震响应的影响以指导结构抗震设计,对不同支承约束曲线梁桥地震响应及地震需求敏感性进行分析。采用增量动力分析(IDA)方法对比分析了不同支承约束曲线梁桥的结构地震响应变化趋势;采用Tornado图形法对不... 为研究不同设计参数对曲线梁桥地震响应的影响以指导结构抗震设计,对不同支承约束曲线梁桥地震响应及地震需求敏感性进行分析。采用增量动力分析(IDA)方法对比分析了不同支承约束曲线梁桥的结构地震响应变化趋势;采用Tornado图形法对不同结构参数影响程度进行了排序,找出了对结构地震需求影响显著的参数。结果表明:采用板式橡胶支座桥梁因支座易发生滑移而导致上部结构位移较大,但降低了下部结构响应,设置固定墩后,下部结构损伤显著增加;对于采用板式橡胶支座和铅芯橡胶支座的曲线梁桥,墩高及跨径对墩底曲率需求影响较大,而对于固定墩为墩梁固结形式和采用盆式橡胶支座的曲线梁桥,跨径及跨数对墩底曲率需求影响较大;对于采用不同支承约束的曲线梁桥,墩高和曲率半径对桥台位移需求影响较大,仅次于地震动参数PGA。 展开更多

关键词 桥梁工程 敏感性分析 Tornado图形法 地震响应分析 支承约束

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钢-混凝土组合梁表面复合涂层在风沙环境中的冲蚀磨损特征

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作者 何睿华 游新 李杰 《腐蚀与防护》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期54-60,共7页

针对钢-混凝土组合梁表面复合涂层在风沙环境中发生冲蚀损伤劣化的问题,制作了两种钢基体复合涂层试件,采用气流挟沙喷射法,研究了风沙侵蚀下复合涂层的冲蚀磨损特征,基于Bitter冲蚀理论建立了复合涂层的冲蚀损伤计算模型,并应用计算流... 针对钢-混凝土组合梁表面复合涂层在风沙环境中发生冲蚀损伤劣化的问题,制作了两种钢基体复合涂层试件,采用气流挟沙喷射法,研究了风沙侵蚀下复合涂层的冲蚀磨损特征,基于Bitter冲蚀理论建立了复合涂层的冲蚀损伤计算模型,并应用计算流体力学(CFD)的方法和试验数据对该模型进行了验证。结果表明:聚氨酯面漆与环氧云铁中间漆的抗冲蚀性能相近,二者主要起抗风沙冲蚀的作用;当冲蚀角度为60°时,复合涂层的冲蚀磨损量最大,其冲蚀特性介于塑性材料与脆性材料之间,且仿真值与试验值较为接近,验证了该模型的可靠性。 展开更多

关键词 风沙环境 钢-混组合梁 复合涂层 冲蚀磨损

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