冻融作用

摘要： 为研究冻融作用下含不同冲击损伤砂岩的动力学特性,对完整及不同初始损伤的泥质粉砂岩进行冻融后开展冲击加载试验,研究冻融作用对含初始损伤泥质粉砂岩的宏观动力学性能和损伤演化规律。结果表明:含初始损伤砂岩的纵波波速、弹性模量与冻融周期呈负相关;含Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级初始损伤砂岩的纵波波速随冻融周期的增大分别下降了8.1%、11.9%、11.2%、16.8%,初始损伤等级越高的砂岩在冻融作用下纵波波速下降幅度越明显;冻融损伤和初始损伤耦合作用下砂岩弹性模量的变化速率逐渐增加,抵抗形变的能力逐渐下降,塑性逐渐增大;在冻融作用下含初始损伤砂岩的动态抗压强度与应变率呈指数衰减;初始损伤的存在加剧了冻融损伤对岩石的劣化作用,加快了砂岩自身宏观动力学性能的弱化速率。

摘要： 冻融作用是地下水浅埋区土壤盐渍化的重要原因之一,了解其对土壤盐分及离子变化的影响对土壤盐渍化防治具有重要意义。为探究冻融作用下土壤盐分及离子的分布及变化规律,以太谷均衡实验站地中蒸渗仪系统为试验设备,结合野外和室内试验分析了2020—2021年冻融期内6种不同地下水埋深下土壤剖面水分、可溶性盐分及离子含量的变化特征以及冻结层在冻融过程中对土壤盐分运移的影响,并采用灰色关联法分析了土壤含盐量与离子间的关联度。结果表明:(1)蒸渗仪土壤中以Na^(+)、Ca^(2+)、HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)及Cl^(-)为主,土壤含盐量与Na^(+)和HCO_(3)^(-)极显著相关,与Ca^(2+)、SO_(4)^(2-)和Cl^(-)显著相关。(2)冻结层在整个冻融过程中对于Ca^(2+)和Cl^(-)变化影响较小,对Na^(+),HCO_(3)^(-),SO_(4)^(2-)及土壤总盐分变化影响较大。当冻结层全部处于最大毛细水上升高度范围内时,冻结层起积盐作用;当冻结层未处于最大毛细水上升高度范围内时,冻结层对于盐分运移起阻碍作用。(3)土壤含盐量与地下水埋深之间呈反比关系。当地下水埋深为3.0 m时,土壤含盐量变化值远小于0.5~2.5 m埋深。该研究可为地下水浅埋区土壤盐渍化的防治提供理论依据。

摘要： 以川西季节性冻土区土钉支护边坡受冻融作用而产生破坏、滑塌等工程灾害为例,分析冻融作用对季节性冻土区土钉边坡的影响机理;基于水热力耦合理论建立土钉支护边坡模型,研究季节性冻土区土钉支护边坡的应力-应变规律。结果表明:在冻融作用下,土钉在钉头处的轴力变化最大,沿土钉方向轴力变化值不断减小,在冻结期轴力处于最大值;坡体水平位移随坡高增加不断增大,且冻结期的水平位移为最大值。

摘要： 由于冻融作用,寒区混凝土支护工程的安全性和稳定性越来越受到重视,而岩石-混凝土界面的强度性能是支护结构发挥功能的关键。文中主要对岩石-混凝土界面冻融损伤演化规律、界面冻融损伤影响因素、界面过渡区(ITZ)强度弱化机理这3个方面进行了综述,分析了目前研究的不足,并提出了改进措施和未来展望,为此方向的相关研究提供一定的参考价值。

摘要： 秸秆纤维加筋是一种优良的土质改良技术,但季节性的温度变化会导致纤维土的强度劣化,影响工程的安全稳定。为了探究冻融作用对秸秆纤维土力学特性的影响,对经历不同冻融次数的纤维土进行无侧限抗压与直剪试验。结果表明素土和纤维土的抗压强度和黏聚力随着冻融次数的增加呈指数下降的趋势,且纤维土的抗压强度和黏聚力下降幅度均明显小于素土;纤维土和素土的内摩擦角随着冻融次数的增加呈指数上升的趋势。通过SEM发现冻融后素土出现孔隙和微裂隙,造成土体强度衰减。冻融后的纤维土中包裹纤维的土体出现松动,导致筋土界面强度下降,但纤维与纤维之间的三维受力网仍发挥加筋作用,提高冻土的稳定性。

摘要： 辽宁抚顺西露天矿始采于1901年,全面停采于2018年,台阶式煤炭采掘方式形成了深约420 m的“亚洲第一大坑”。西露天矿南帮滑坡是一个巨型顺层岩质滑坡。滑坡东西长约3100 m,南北宽约1500 m,均厚近100 m,体积约4.52×10^(8) m^(3)。降雨、融雪渗流和矿坑底部开挖卸载是导致滑坡形成并持续长距离运动的主要因素。降雨、融雪渗流导致岩体夹层软化、地下水浮托和中前部孔隙水压力作用。2012—2019年的监测数据显示,南帮滑坡累积最大水平位移量达96.01 m,累积最大下沉56.65 m,滑坡前缘最大抬升23.61 m,完全改变了滑坡前的地貌形态。滑坡运动经历了破坏失稳(2010—2012年)、阶跃演进(2013—2016年)和缓变趋稳(2017年以来)3个阶段,反映了巨型滑坡从顺层山体整体破坏、快速发展到逐渐稳定的过程。滑坡敏感性分析显示,地下水位上升对滑坡失稳起到重要作用,滑坡前缘填方压脚对提高整体稳定性效果显著。山体中上部顺层抗滑力、下部切层剪切阻力、前缘填方压力、两侧边界阻力、矿坑北帮反力等是滑坡逐渐制动的主要因素,两侧边界形成“卡阻效应”,前缘出现“压力拱效应”。南帮滑坡控制过程是充分利用边界阻力、工程堆载和北帮抵抗反力控制滑坡运动态势,避免了冲击震动作用,是实现滑坡治理“软着陆”的一个典型案例。

摘要： 为提高土-膨润土(SB)隔离屏障的渗透性及其对苯酚的吸附效果,制备一种聚丙烯酰胺改良土-膨润土(PSB)。研究聚丙烯酰胺掺量、苯酚浓度、干湿作用、冻融作用对PSB隔离屏障渗透系数的影响及对苯酚的吸附效果,并从微观层次揭示其作用机理。结果表明:苯酚浓度对PSB隔离屏障渗透系数没有影响;干湿作用下PSB隔离屏障渗透系数增加但仍保持在同一个数量级,而冻融作用下隔离屏障渗透系数增大1~2个数量级;聚丙烯酰胺可使干湿、冻融作用下隔离屏障的渗透系数有所降低,即可有效抑制干湿、冻融的破坏作用;掺加0.7%(质量分数)聚丙烯酰胺的PSB隔离屏障对苯酚的吸附率可达69%以上,相比SB隔离屏障吸附率约提高50%,且随着苯酚污染液浓度增加,吸附率逐渐提高。该研究可为苯酚污染的隔离与封闭提供理论依据与参数支持。

摘要： 为揭示辽西春季解冻期工程堆积体土壤侵蚀特征,以褐土工程堆积体为研究对象,采用室内模拟放水冲刷试验对春季解冻期褐土工程堆积体坡面侵蚀过程进行研究。结果表明:在冻融作用影响下坡面产沙量平均增长22.5%,加剧工程堆积体坡面的侵蚀,解冻时间越长,坡面侵蚀越严重。与未经冻融处理的对照坡面对比,受冻融作用影响的坡面在20°和25°坡度下,Darcy-Weisbach阻力系数f分别平均下降75.40%和71.33%,弗劳德数Fr平均增加44.4%和32.0%。侵蚀量、平均横断面积与放水冲刷量之间呈现极显著正相关,f与放水冲刷量之间呈现极显著负相关,Fr与放水冲刷量之间呈现显著正相关。受冻融影响的堆积体坡面侵蚀沟沿坡下至坡上呈“宽深-窄深-宽浅”式发展。在冻融作用的影响下,工程堆积体坡面在侵蚀过程中,相较于未经冻融影响的坡面,其坡面径流流速更快,并且径流阻力更小,侵蚀更为剧烈。

摘要： 为探究冻融循环作用下低退化骨料混凝土抗冻性机理,利用纳米压痕技术对骨料界面过渡区微观结构和微观力学性能进行研究。试验结果表明:粒径较大骨料其界面过渡区的微观结构受冻融作用影响较大。冻融作用下水化硅酸钙、氢氧化钙的模量和硬度均随冻融循环次数呈线性衰减,水化硅酸钙模量降低40%左右,硬度降低50%左右。微孔洞体积分数随冻融循环次数增加呈线性增长,且孔径逐渐扩展到几十微米。界面过渡区厚度经0~1500次冻融后从30μm逐渐扩展到65μm左右。微观组成相的模量、硬度以及微孔洞的变化可以有效地表征冻融作用下低退化骨料混凝土界面过渡区性能劣化机理。

摘要： 为研究枕头坝一级水电站混凝土材料拉、压力学特性受冻融、干湿物理场耦合效应影响,利用室内试验设备开展了压缩、拉伸力学破坏试验。试验表明混凝土压缩应力、拉伸应力受冻融交替影响以15次为变化节点,在低于与超过该节点分别为负、正相关特性。混凝土拉、压力学特征受干湿作用为削弱效应,且干湿作用影响混凝土压缩塑性变形,对拉伸变形影响较小。文章可为研究水利工程中混凝土力学水平及室内力学试验研究提供参考。

摘要： 冻融作用改变土壤容重、孔隙度、团聚体稳定性及饱和导水率等物理性质.本文设置冻融强度(-15°C～25°C和-5°C～25°C)、冻融循环次数(0、1、3、5)和初始含水率(6.5％,Lw、17％,Hw)三个变量,旨在从机理上分析草甸土物理性质对冻融作用的响应机制.结果表明,除土壤容重和孔隙度外,土壤团聚体稳定性和土壤饱和导水率均发生显著变化(p＜0.05).冻融作用使土壤容重和孔隙度分别呈现出减小和增大的趋势,随着冻融循环次数的增加,容重和孔隙度变化幅度逐渐减小,最后基本趋于稳定;冻融作用降低土壤团聚体稳定性,-15°C～25°C和-5°C～25°C条件下,分别在5次和3次达到稳定;冻融作用增加土壤饱和导水率,随着冻融循环次数多的增加,土壤饱和导水率逐渐增加;相同条件下,冻融强度和含水率的增加均能使上述土壤物理性质指标变化更明显.

摘要： 冻融作用下水泥基材料的内部损伤是导致其服役性能劣化的最主要原因之一.现有的共振频率法虽能定性判断冻融作用后水泥基材料的耐久性优劣,但无法给出冻融导致内部损伤的发生过程.本文通过实时测量冻融过程中的应变和电阻率研究了水泥基材料的内部损伤,结果表明净浆电阻率随着冻融时间的增加而逐渐增大,净浆的损伤程度增大.混凝土应变同样随着冻融时间的增加而逐渐升高,表明混凝土内部产生了不可逆的微裂纹,增大了混凝土的内部损伤.研究结果表明电阻率和应变比共振频率法得到的信息详细,是研究冻融作用下水泥基材料内部损伤过程和损伤程度的有力手段.

摘要： 用相似材料制作含预制裂隙岩体无锚和加锚试样,以锚杆与裂隙呈45°、90°打入锚杆制作3组试样,进行60次冻融循环,对冻融过程中裂隙进行应变监测并对冻融循环60次后的试样进行单轴压缩试验,探讨冻融循环作用下不同角度的锚杆支护对裂隙岩体的裂隙扩展规律、锚固效应及破坏模式的影响.研究结果表明:裂隙岩体在经历30次冻融循环之前,两种支护方式对裂隙的控制效果相当,随着冻融循环的进行,锚杆支护角度会对作用于锚杆的摩阻力产生一定影响,锚杆与裂隙夹角越大,作用于裂隙的摩阻力越大;天然状况下一个冻融循环周期内裂隙的应变大致经历了冷缩→冻胀→冻胀稳定→融缩→回弹→稳定6个阶段,两种支护工况均未出现明显的融缩阶段和回弹阶段,且90°支护工况效果比45°支护工况效果更加明显;对裂隙岩体采用水泥浆进行压力灌浆,由于水泥浆的保护作用可以对整个锚固系统起到一定的修复作用;锚杆增强了裂隙岩体抵制裂隙扩展的能力,降低了裂隙岩体劈裂破坏的突然性,且破坏模式由张拉破坏转换为张剪复合破坏.

摘要： 通过两淮地区深部人工冻结砂土在不同含水率和温度(-5°C、-10°C、-15°C等3温度水平)下进行冻融循环单轴瞬时强度试验.结果表明:在温度-5°C条件下,不同含水率的冻结砂土随着冻融循环次数的增加,瞬时强度先减小后增大.当试验温度-10°C,随着冻融作用次数的增加,强度先增加后减小,但变化幅度不大.当试验温度为-15°C时,冻融作用对人工冻土的强度影响不显著.在试验温度范围内,冻融循环使人工冻土强度变化范围为0.16～1.32MPa之间,试验结果对深部矿井冻结法设计和施工提供科学指导.

摘要： 冻融侵蚀是土壤侵蚀的主要类型之一,冻融交替循环改变土壤性质、影响坡面产流产沙过程,加剧水土流失.在回顾已有研究的基础上,分析了冻融作用对土壤侵蚀的影响及作用机理,指山了已有研究存在的问题和不足,并提出了未来东北黑土区有关冻融侵蚀研究的重点方向及急需解决的关键问题.

摘要： 黑龙江漠河地质公园位于中国最北端,称北极鬼斧,万象石林.漠河石林属于阿斯哈图地貌的一种,又称为花岗岩石林,由钱方等命名.漠河地质公园位于大兴安岭山脉最北端,处于原始森里深处.花岗岩石林主要沿山脊分布,周围被石海包裹,石海中又分布有大量偃松.漠河石林造型独特,美轮美奂,犹如人间仙境,令人流连忘返.中侏罗世蒙古-鄂霍茨克洋的关闭奠定了花岗岩石林的岩石基础和构造基础,伴生产生的节理是石林形成的必要条件.第四纪冰川的发育促进了石林的进一步发展,后期的冻融作用、热力学差异性风化、风力侵蚀等对石林形态进行了改造.后期各种地质营力的风化作用对花岗岩石林有一定的破坏作用,导致花岗岩石林向石海转化,并逐步消亡.花岗岩石林是罕见的地貌类型和旅游景观,科研价值较高,应该加大力度保护.

摘要： 为研究再生混凝土经历高温及冻融循环后的抗压性能,以不同再生骨料取代率(0％、30％、50％、70％、100％)为主要变化参数,分析经历不同温度(20、200、400、600°C)及冻融循环(0、15次)作用后混凝土抗压强度的变化规律.研究结果表明:再生骨料取代率越大,混凝土抗冻融能力越差,取代率100％混凝土经高温和冻融作用后,其抗压强度仅为冻融前的60.7％;经历400°C高温及15次冻融循环作用后,再生骨料取代率超过50％时抗压强度明显下降,取代率100％混凝土的抗压强度仅为取代率0％时抗压强度的70.3％.

摘要： 土体的冻融对土质边坡的稳定性带来了潜在危害.边坡稳定性分析是判断边坡是否失稳、是否需要加固及采取何种防护措施的主要依据,因此它是边坡工程中最基本最重要的问题,也是边坡工程设计与施工中最难和最迫切需要解决的问题之一.通过研究土质边坡失稳机理,概述了边坡稳定的条件及参数,介绍了当前边坡工程稳定性分析的主要方法:极限平衡法、数值计算方法、滑移线场法等.通过探讨几种研究方法的优缺点,试述有待改进完善的地方,为进一步研究冻融土质边坡提供借鉴.

摘要： 土体的冻融对土质边坡的稳定性带来了潜在危害.边坡稳定性分析是判断边坡是否失稳、是否需要加固及采取何种防护措施的主要依据,因此它是边坡工程中最基本最重要的问题,也是边坡工程设计与施工中最难和最迫切需要解决的问题之一.通过研究土质边坡失稳机理,概述了边坡稳定的条件及参数,介绍了当前边坡工程稳定性分析的主要方法:极限平衡法、数值计算方法、滑移线场法等.通过探讨几种研究方法的优缺点,试述有待改进完善的地方,为进一步研究冻融土质边坡提供借鉴.

摘要： 土体的冻融对土质边坡的稳定性带来了潜在危害.边坡稳定性分析是判断边坡是否失稳、是否需要加固及采取何种防护措施的主要依据,因此它是边坡工程中最基本最重要的问题,也是边坡工程设计与施工中最难和最迫切需要解决的问题之一.通过研究土质边坡失稳机理,概述了边坡稳定的条件及参数,介绍了当前边坡工程稳定性分析的主要方法:极限平衡法、数值计算方法、滑移线场法等.通过探讨几种研究方法的优缺点,试述有待改进完善的地方,为进一步研究冻融土质边坡提供借鉴.

摘要： 本发明公开了一种冻融机的冻融方法及冻融机，包括进料、升降板层下降、进行冷冻或者解冻工艺、出料过程。包括冻融腔体、固定板层、升降板层和进出料小车，所述固定板层固定在冻融腔体内，升降板层设于固定板层的上方且可相对固定板层升降，进出料小车包括进出料架、推拉机构、夹持框和电磁组件，夹持框设于进出料架上，推拉机构用于驱动夹持框在进出料架与固定板层上往返移动，推拉机构与夹持框之间设有电磁组件。本发明实现了冻融机自动进料、冷冻、解冻、出料等工艺，避免了低温出料对人员的风险，磁吸进出料实现推拉机构与夹持框快速连接与脱离，提高整体的生产效率，仅需要操作升降板层升降，不需要固定板层升降，减少了板层运动行程。

摘要： 本发明公开了一种冻融处理对发酵面团面筋蛋白冻融特性影响的确定方法，具体包括以下步骤：(1)在面粉中加入酵母和水，搅拌均匀后和面，醒发，得到发酵面团；(2)将发酵面团进一步加工为面制品，然后降温至25°C以下，得到常温面制品；(3)将常温面制品放入速冻机中，在‑40～‑30°C温度条件下，在30min内降温冻结至中心温度为‑24～‑30°C，得到冷冻面制品；(4)将冷冻面制品进行外包装，然后转入‑24～‑30°C的冷藏室内冷冻保存，期间温度保持恒定，以避免冻融而影响冷冻面制品的品质。本发明所选确定方法能够最大程度地保证冷冻面制品的面筋蛋白持水性和黏弹性不受影响，从而保证了面制品的风味口感和营养价值。

摘要： 本发明公开了用于模拟寒区隧道冻融圈围岩冻融力学行为的试验装置。该装置包括一个框架、上盖板、液压系统、弹簧和刚性垫块。液压系统能够给岩石试样在三个方向施加应力，模拟隧道围岩应力状态。弹簧可以给试样提供恒刚度约束作用，模拟隧道围岩恒刚度约束边界条件。通过该装置和方法，能够在冻融循环环境下开展岩石恒刚度约束条件下的冻融循环试验，有效模拟隧道冻融圈围岩力学状态，开展恒刚度约束条件下岩石冻融物理力学行为的研究。

摘要： 本申请提供了一种模拟混凝土超低温‑大温差冻融过程的冻融试验设备，涉及冻融试验技术领域。模拟混凝土超低温‑大温差冻融过程的冻融试验设备，包括试验舱、制冷压缩机和供氮装置。试验舱用于放置进行冻融试验的目标件，制冷压缩机被配置为降低试验舱内温度。供氮装置被配置为向试验舱内提供液氮，以降低试验舱内的温度。模拟混凝土超低温‑大温差冻融过程的冻融试验设备设置有制冷压缩机和供氮装置两种降温装置，制冷压缩机和供氮装置降温能力不同，能够模拟不同的环境温度，以使模拟的环境更加接近目标件的实际工程环境，从而提高目标件热力性能测试的准确性。

摘要： 本发明涉及一种抗冻融混凝土外加剂及使用该外加剂的抗冻融混凝土，该外加剂包括橡胶粉、硫酸钠、乙二醇、甲酸钠、聚羧酸减水剂和木质纤维素；该混凝土包括水泥，粉煤灰，镍粉，镍石子，普通石子，砂子，水，引气剂，膨胀剂和抗冻融外加剂；本发明中使用镍粉及使用镍石子代替石子，大大减少成本；抗冻融性能好、持久，强度高，制作工艺简单；耐久性好；实现复合多功能组分优势互补与级配，优化，混凝土内部结构密实，提高了抗冻融性能。

摘要： 本发明公开了一种用于测量冻融侵蚀冻胀和冻融位移量的装置，包括第一标准桩和传动杆，所述第一标准桩上安装有钢丝，且钢丝上设置有花兰螺栓，同时第一标准桩与第二标准桩通过钢丝相连接；测量筒的内部上端与固定部一体成型，且测量筒的下端与筒底部一体成型，同时筒底部上开设有第二孔洞和第三孔洞，测量筒的内部侧壁上开设有限位槽，固定杆的下端插接在测量地面内，且固定杆上开设有定位槽，移动块设置在传动板的上端。该用于测量冻融侵蚀冻胀和冻融位移量的装置，具有可测量区域土体的冻胀量和相对位移量，以期指导该区域工程项目的建设，根据所测结果结合实际需要做好相应的防护措施，提高建设项目的使用寿命的特点。

摘要： 一种预埋抗冻融管，用于预埋在混凝土构件内来防止该混凝土构件发生冻融破坏，其特征在于，包括：管壳，具有沿长度方向延伸的空腔；以及填充粉，填充于空腔内，用于吸收渗入混凝土构件毛细孔道中的水分，其中，管壳为再生纸制成的管壳，厚度为0.36‑0.46mm，填充粉含有石灰粉和道路粉尘，石灰粉与道路粉尘的质量比为2:8‑3:7。

摘要： 本发明涉及一种用于实时模拟土体冻融循环过程的三样品联动冻融试验系统，试验箱体由工作室、制冷机组、空调送风装置、控制系统、安全保护系统四大部分组成；补水系统实时监测和观察试样冻融过程中水分的变化和孔隙水压力的状态；冷源循环槽系统由冷浴槽采用抽屉式布局构成的整体式结构；制冷系统采用高精度温湿度控制系统，有效、安全地保护制冷系统运行；空气调节系统控制系统自动达到动态平衡，并实现温度变化的目的；电气测控系统保证系统的自动化程度，由人机交互界面呈现试验过程中的重要参数；安全保护系统实时保护系统安全运行。本发明具有实时高效、安全稳定、自动化、节能方便、模拟过程简单、稳定可靠以及精度高的特点。

摘要： 本发明一种冻融机用冻融袋固定装置，其中，包括：第一框体、第二框体、滑条、保险扣；所述滑条设于所述第一框体上侧，所述第一框体与所述第二框体贴合，所述第一框体与所述第二框体的贴合处均匀分布设有保险扣。通过使用本发明一种冻融机用冻融袋固定装置，能够将原液袋固定在本产品内，有利于放入和取出，同时可以将每一个原液袋进行隔开冷冻，使得各个原液袋收冷均匀，并且其结构简单，易于制造、安装。

摘要： 本实用新型公开了一种用于测量冻融侵蚀冻胀和冻融位移量的装置，包括第一标准桩和传动杆，所述第一标准桩上安装有钢丝，且钢丝上设置有花篮螺栓，同时第一标准桩与第二标准桩通过钢丝相连接；测量筒的内部上端与固定部一体成型，且测量筒的下端与筒底部一体成型，同时筒底部上开设有第二孔洞和第三孔洞，测量筒的内部侧壁上开设有限位槽，固定杆的下端插接在测量地面内，且固定杆上开设有定位槽，移动块设置在传动板的上端。该用于测量冻融侵蚀冻胀和冻融位移量的装置，具有可测量区域土体的冻胀量和相对位移量，以期指导该区域工程项目的建设，根据所测结果结合实际需要做好相应的防护措施，提高建设项目的使用寿命的特点。