• ISSN 0258-2724
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基于含冰量的冻结砂土-混凝土接触面蠕变特性

何菲 王旭 蒋代军 周亚龙 李君善 陈航杰 陈明伟

何菲, 王旭, 蒋代军, 周亚龙, 李君善, 陈航杰, 陈明伟. 基于含冰量的冻结砂土-混凝土接触面蠕变特性[J]. 西南交通大学学报, 2024, 59(2): 361-368. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20220552
引用本文: 何菲, 王旭, 蒋代军, 周亚龙, 李君善, 陈航杰, 陈明伟. 基于含冰量的冻结砂土-混凝土接触面蠕变特性[J]. 西南交通大学学报, 2024, 59(2): 361-368. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20220552
HE Fei, WANG Xu, JIANG Daijun, ZHOU Yalong, LI Junshan, CHEN Hangjie, CHEN Mingwei. Creep Characteristics of Frozen Sand-Concrete Interface Based on Ice Content[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2024, 59(2): 361-368. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20220552
Citation: HE Fei, WANG Xu, JIANG Daijun, ZHOU Yalong, LI Junshan, CHEN Hangjie, CHEN Mingwei. Creep Characteristics of Frozen Sand-Concrete Interface Based on Ice Content[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2024, 59(2): 361-368. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20220552

基于含冰量的冻结砂土-混凝土接触面蠕变特性

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20220552
基金项目: 国家自然科学基金(41902272);甘肃省基础研究创新群体项目(21JR7RA347)
详细信息
    作者简介:

    何菲(1988—),女,副教授,博士,研究方向为铁道工程及寒区桩基础理论, E-mail:hefei_2006@126.com

  • 中图分类号: TU445

Creep Characteristics of Frozen Sand-Concrete Interface Based on Ice Content

  • 摘要:

    保证高含冰量冻土区桩基础的长期稳定性是多年冻土区桥梁桩基础安全服役中的关键问题,为研究含冰量对冻土-混凝土接触面蠕变特性的影响,采用自行研制的大型蠕变剪切仪,在−2 ℃条件下开展含冰量为6%、12%、16%、23%、36%、60%、80%的冻结砂土与混凝土接触面蠕变试验. 试验结果表明:在恒定的剪应力作用下,除含冰量为6%试样出现加速蠕变外,其他试样仅出现衰减蠕变及稳定蠕变2个阶段;随含冰量的增大,试样黏性变形占比增大,含冰量为80%试样的黏性变形超过总变形量的80%;稳定蠕变速率受到干密度及含冰量的综合影响,含冰量为16%时稳定蠕变速率最小;Burgers黏弹性模型能较好地模拟高含冰量冻结砂土-混凝土接触面蠕变曲线;随着含冰量的增大,初始剪切模量和稳定蠕变阶段黏滞系数先增大后减小,初始蠕变阶段的渐进剪切模量呈幂函数减小,初始蠕变阶段黏滞系数呈幂函数增大.

     

  • 图 1  混凝土试块表面粗糙度设计(单位:cm)

    Figure 1.  Surface roughness design of concrete test block (unit: cm)

    图 2  粒径级配曲线

    Figure 2.  Particle size distribution curves

    图 3  高含冰量冻土的制备

    Figure 3.  Preparation of ice-rich frozen soil

    图 4  冻结砂土-混凝土接触面蠕变曲线

    Figure 4.  Creep curves of frozen sand-concrete interface

    图 5  瞬时变形、总变形与含冰量曲线

    Figure 5.  Curves of instantaneous deformation and total deformation versus ice content

    图 6  含冰量-剪切位移等时曲线

    Figure 6.  Isochronous curves of ice content and shear displacement

    图 7  衰减时间-含冰量曲线

    Figure 7.  Curve of decay time and ice content

    图 8  蠕变速率-时间曲线

    Figure 8.  Curves of creep speed and time

    图 9  含冰量、干密度与稳定蠕变速率曲线

    Figure 9.  Curves of ice content and dry density versus stable creep speed

    图 10  Burgers黏弹性模型示意

    Figure 10.  Burgers viscoelastic model

    图 11  接触面试验及Burgers模型拟合曲线

    Figure 11.  Curves of interface test and Burgers model fitting

    图 12  Burgers模型参数与含水率曲线

    Figure 12.  Curves of Burgers model parameters and water content

    表  1  混凝土配合比

    Table  1.   Concrete mix proportion kg/m3

    名称水泥碎石外加剂
    配合比47765011071765.72
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    表  2  蠕变试验条件

    Table  2.   Creep test conditions

    试验温度/℃土样含
    冰量/%
    质量比(干砂∶冰∶水)干密度/
    (g·cm−3
    法向应力/kPa剪切应力/kPa
    −26100∶0∶61.82150110.4
    12100∶0∶121.87
    16100∶6∶101.75
    23100∶13∶101.61
    36100∶26∶101.47
    60100∶50∶101.25
    80100∶70∶101.05
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-08-11
  • 修回日期:  2022-11-15
  • 网络出版日期:  2024-01-17
  • 刊出日期:  2022-11-25

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