【摘 要】
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在实际工程中,回填土常受氯盐侵蚀、干湿循环和冻融循环等复杂环境的影响,易产生损伤破坏。EPS轻质混合土具有自重轻、强度可调节、硬化成型快、保温性能好、可塑性强、施工方便等众多优良性能。论文以淮南某基坑粘土中掺入15%水泥、15%粉煤灰和不同体积掺量的EPS颗粒所得到的EPS轻质混合土为研究对象,开展不同氯盐浓度(清水、4.5 g/L、9 g/L、18 g/L)、不同干湿循环次数(0、3、6、9、1
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在实际工程中,回填土常受氯盐侵蚀、干湿循环和冻融循环等复杂环境的影响,易产生损伤破坏。EPS轻质混合土具有自重轻、强度可调节、硬化成型快、保温性能好、可塑性强、施工方便等众多优良性能。论文以淮南某基坑粘土中掺入15%水泥、15%粉煤灰和不同体积掺量的EPS颗粒所得到的EPS轻质混合土为研究对象,开展不同氯盐浓度(清水、4.5 g/L、9 g/L、18 g/L)、不同干湿循环次数(0、3、6、9、12、15)和冻融循环次数(0、3、6、9、12、15)下的无侧限抗压强度和SHPB单轴冲击试验,分析其强度与变形、质量损失、纵波波速、能量耗损、微观结构等。(1)进行了不同EPS体积掺量(0、10%、20%、30%、40%)下的轻质混合土无侧限抗压强度试验,分析了土样的密度、无侧限抗压强度和应力-应变曲线变化规律。结果表明,随着EPS掺量的增加,混合土密度逐渐降低但降低趋势不断减缓,强度损失不断加剧;混合土的合适EPS体积掺量为30%,试样密度和无侧限抗压强度分别为1.44 g/cm~3和1.98 MPa。(2)开展了混合土试样在不同氯盐浓度、不同干湿循环和冻融循环次数下的无侧限抗压强度试验和SHPB单轴冲击试验,分析了干湿循环和冻融循环次数对氯盐侵蚀下混合土试样质量损失、纵波波速、无侧限抗压强度、动态力学性能和能量耗散的影响规律。结果表明,随着干湿循环和冻融循环次数的增加,混合土试样质量和纵波波速都存在不同程度的损失,损失率呈先降低后增大的趋势。静态无侧限抗压强度、动态抗压强度和吸收能都随着作用次数的增加而降低。试样受冲击荷载破坏时,其动态抗压强度普遍高于静态下无侧限抗压强度,动态破坏应变小于静态破坏应变。(3)相同循环作用和作用次数下,清水中的混合土试样,其质量和纵波波速普遍低于氯盐浸泡中试样,无侧限抗压强度和动态抗压强度随着溶液浓度的增加,强度逐渐降低。在清水和不同氯盐浓度(4.5 g/L、9 g/L、18 g/L)浸泡下,经历15次干湿循环后,试样的无侧向抗压强度分别降低了14.50%、17.67%、18.30%、20.19%,动态抗压强度分别降低了25.98%、26.82%、28.21%、31.56%;经历15次冻融循环后,试样无侧向抗压强度分别降低了23.97%、24.61%、26.81%、37.85%,动态抗压强度分别降低了41.06%、43.86%、45.53%、55.87%。随着氯盐浓度的增大,Cl-结合试样内部水化产物能力增强,生成微溶于水的复合盐,消耗了大量水化产物,导致了试样强度降低。(4)从微观结构角度分析了混合土在氯盐侵蚀、干湿循环和冻融循环作用下的宏观力学性能劣化损伤机理。结果表明,干湿循环和冻融循环作用引起混合土内部结构松散、孔隙增大、裂纹新生和扩展等疲劳损伤,溶液中Cl-顺着裂纹和孔隙进入到试样内部,结合胶凝材料中的Ca2+和内部水化产物生成大量熔融状盐,减少了水化产物的生成,降低了内部团聚体间的粘结作用,导致了宏观力学强度降低。图[40]表[14]参[84]
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