冻融循环对花岗岩-混凝土二元体界面强度劣化特性研究

发布时间：2020-05-07 18:16

【摘要】：混凝土作为岩体工程防护中常用的材料,发挥其支护性能的最主要前提是混凝土与岩石之间具有良好的粘结性,但是在高海拔寒区及人工冻结施工过程中,冻融循环对岩石与混凝土粘结性能提出全新的考验。本文针对花岗岩-混凝土试样界面的强度特性开展试验研究,重点研究冻融环境下不同界面性状对界面强度劣化影响程度,研究成果可为高海拔寒区及人工冻结工程支护提供基础性参考依据。本文通过人工制作不同的粗糙度和亲疏水界面的花岗岩试块,而后,对称浇注混凝土,制作成不同界面性状的花岗岩-混凝土二元体试样;采用精细化测定方法,对界面的粗糙度和亲疏水状况进行定量化测定;随之,对试样进行0、10、20、30和50次冻融循环试验,并采用变角剪切试验的方法,测定其界面的剪切强度;最后,对破坏后试样界面的断口形貌进行精细化测定。根据试验结果得到以下主要研究结论:①在不同冻融循环次数后,试样界面会产生不同程度的损伤脱粘,且试样表面脱落、龟裂及开裂等现象显著;②花岗岩-混凝土试样界面的剪切强度与粗糙度指标存在正相关性,而与接触角度为负相关性;此外,界面强度随着冻融循环次数的增加而降低,在0-30次冻融循环阶段,界面剪切强度下降速率较快,随后下降速率逐渐降低;③考虑亲水条件下花岗岩-混凝土二元体粘结性能的复杂性,开展试样破坏后的断口形貌进行精细化测量,分析破坏后的界面性状和形貌特征,得到在冻融循环作用下,混凝土粘附量与剪切强度之间存在着相同的变化趋势;④提出花岗岩-混凝土二元体界面剪切强度理论表示方法,并根据该模型公式的计算结果与试验结果进行验证,两者匹配度较好。
【图文】：

现场图,混凝土

西安科技大学硕士学位论文岩石-混凝土二元体界面作为传统的薄弱面，因其受到界面两侧材料性质差异和实际操作原因的影响，致使界面会产生少量的裂隙，这些裂隙往往具有导水和储水能力，故界面在低温冻融条件下，更容易引起界面的开裂及脱粘。因此，本文就针对冻融条件下岩石-混凝土二元体界面产生的强度劣化展开试验研究，着重讨论岩石-混凝土二元体界面在冻融条件下产生力学性能的变化及内部界面孔隙的扩展情况，得到其二元体界面强度劣化和其界面开裂脱粘情况与冻融循环次数之间的相互关系，，为日后的寒区工程建设和人工冻结法技术的提升和改进提供基础的理论参考。

示意图,花岗岩,混凝土,试样

切强度指标的评定，提供准确的参数依据。（2）冻融循环试验试验采用C35混凝土与花岗岩结合，形成花岗岩-混凝土二元体试样，如图1.2所示，对试样进行真空饱和处理后，进行冻融循环试验，其冻融的试验环境温度设定为：试样在-20℃的低温环境下冻结持续 6h，随即转入 20℃的恒温纯净水中融化持续 6h，以此称为一个冻融循环；本次试验共设定 5 组不同的冻融次数的试验方案，即 0、10、20、30和 50 次，最终分析评价冻融循环次数对花岗岩-混凝土二元体界面力学强度的影响程度。图 1.2 花岗岩-混凝土试样示意图（3）花岗岩-混凝土二元体界面剪切强度测定在经过不同次数的冻融循环试验之后，对每组试样进行变角板压剪试验，测定在不同的界面性状和不同的冻融循环次数条件下
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU45;TU528

【参考文献】