文档名：基于数字图像相关的地聚物混凝土轨枕的力学性能分析
摘要：随着混凝土轨枕在我国的广泛应用,混凝土的生产带来大量的能源消耗和碳排放.地聚物作为一种新型低碳材料,能在节能减碳的同时消耗矿渣和粉煤灰等固废.目前,针对地聚物应用于铁路轨枕的相关研究,如混合使用水泥与粉煤灰、矿渣的地聚物混凝土轨枕及其裂缝扩展特性的研究还比较有限.本文设计2种配合比的地聚物混凝土并制造成轨枕,使用数字图像相关(DigitalImageCorrelation)技术,在轨下截面的三点弯曲实验下分析2种配合比下轨枕挠度、裂缝扩展特性及裂缝宽度发展规律.研究结果表明,2种配合比地聚物混凝土轨枕的抗弯承载力均高于普通混凝土轨枕.相比于普通混凝土轨枕,地聚物混凝土轨枕在较低的静荷载作用下挠度较大,但随着荷载的增加轨枕挠度的增长速度较慢,刚度损失较小,弹性阶段延续的荷载区间更长,这种特征在配合比为Geo50的地聚物混凝土轨枕上更为显著.2种配合比的轨枕微裂纹萌生的荷载相近,分别为130kN和120kN.在较低荷载下2种轨枕裂缝扩展相差不大,在较高荷载下配合比为Geo100的地聚物轨枕的裂缝发展加快,裂缝宽度值和增长速度都大于Geo50.配合比为Geo100的地聚物混凝土轨枕主要表现为受弯正截面破坏,配合比为Geo50的地聚物混凝土轨枕主要表现为受剪斜拉破坏.掺入部分水泥代替矿渣和粉煤灰的地聚物能使所制成轨枕在较高的荷载下保持更高刚度和更缓慢的裂缝扩展速度,该方案有助于推动地聚物应用于混凝土轨枕,促进铁路双碳战略贯彻与实施.
Abstract：Thesleeperisanimportantpartoftrackstructure,amongwhichconcretesleepersarethemostwidelyusedinChina.Theuseofgeopolymerconcreteratherthanconventionalconcretecanassistinsavingenergyandminimizingcarbonemissionswhileusingsolidwasteresourcessuchasslagandflyash.Inthecurrentresearchontheuseofgeopolymerinrailwaysleepers,theresearchonthegeopolymerconcretesleepersmixedwithcement,flyash,andslagwerestilllimited.Geopolymerconcretewithtwomixtureweredesignedandmanufacturedintosleepers.UsingDigitalImageCorrelation,thestiffness,crackandcrackwidthextensionregulationofthesleeperunderthetwomixeswereanalyzedunderthethree-pointbendingtestoftherailseatsection.Theresultsshowthatamongthetwosleepers,thegeopolymerconcretesleeperwiththemixofGeo100hashigherstiffnessunderlowerstaticload,butyieldsfasterinthelaterstage.GeopolymerconcretesleeperswiththemixofGeo50havelowerstiffnessunderlowstaticload,butthestiffnesslossofthesleeperissmallerwiththeincreaseofload.Themicrocracksappearedwithsimilarloadsof120kNand130kNrespectively.Underthelowerload,thecrackextensionofthetwokindsofsleepersisnotmuchdifferent.Underthehigherload,thecrackdevelopmentofthegeopolymerconcretesleeperwiththemixofGeo100isaccelerated,andthewidthandincreasingratearegreaterthanthoseofGeo50.ThegeopolymerconcretesleeperswiththemixofGeo100aremainlydamagedbybending,andthoseofGeo50aremainlydamagedbydiagonaltensionfailure.Insummary,thegeopolymerconcretemixedwithcement,slagandflyashcanmakethesleepermaintainhigherstiffnessandslowercrackextensionspeedunderahigherload.
作者：韩宜康 王俊逸 张睿哲 井国庆 Author：HANYikang WANGJunyi ZHANGRuizhe JINGGuoqing
作者单位：南京铁道职业技术学院,江苏南京210031北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044
刊名：铁道科学与工程学报
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(1)
分类号：U213.3+4
关键词：数字图像相关技术(DIC) 地聚物 地聚物混凝土轨枕 裂缝 三点抗弯试验
Keywords：digitalimagecorrelation geopolymer geopolymerconcretesleeper crack threepointsbendingtest
机标分类号：TU528.1U448.38TU375.1
在线出版日期：2024年2月26日
基金项目：国家自然科学基金基于数字图像相关的地聚物混凝土轨枕的力学性能分析[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2024, 21(1)韩宜康 王俊逸 张睿哲 井国庆随着混凝土轨枕在我国的广泛应用,混凝土的生产带来大量的能源消耗和碳排放.地聚物作为一种新型低碳材料,能在节能减碳的同时消耗矿渣和粉煤灰等固废.目前,针对地聚物应用于铁路轨枕的相关研究,如混合使用水泥与粉煤灰、...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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