纳米氧化镁对冻融循环作用下黄土动剪切模量的影响,西京学院,动三轴
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西京学院课题组克日揭晓了题为“Effects of MgO nanoparticles on dynamic shear modulus of loess subjected to freeze-thaw cycles”（纳米氧化镁对冻融循环作用下黄土动剪切模量的影响）的学术文章。。。本研究批注，，，，， ，，掺2.5%纳米氧化镁的黄土经冻融后最大动剪模量提高1.8倍；；；其吸水把自由水变连系水的机制削弱含水率负面效应，，，，， ，，团队据此建设寒区动模量新模子，，，，， ，，证实该质料是冻融情形高效加固剂。。。
https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.05.013
*论文版权归原作者和出书方所有，，，，， ，，本文仅为学习交流。。。
以下是对这项效果的简要先容：
论文摘要
本研究评估了纳米氧化镁（nano-MgO）在改良黄土中的动态性能与抗冻融能力。。。针对差别掺量的试样，，，，， ，，划分举行冻融前后的动态三轴试验。。。效果批注，，，，， ，，掺入2.5% 纳米氧化镁可使冻融前后最大动剪模量平均提升75.26% 和184.9%。。。冻融与含水率的负面效应显著，，，，， ，，但纳米氧化镁能有用缓解。。。研究提出了适用于寒区设计的纳米氧化镁改良黄土动模量新模子，，，，， ，，并通过核磁共振展现其机制：纳米氧化镁吸水将自由水转化为连系水，，，，， ，，从而显著提升动态性能与抗冻融性。。。本研究证实纳米氧化镁是冻融情形下黄土加固的高效添加剂。。。
试验装备
高级本研究使用了GDS高级动三轴试验系统DYNTTS等装备。。。
GDS高级动三轴试验系统DYNTTS
高级动态三轴试验系统 (DYNTTS) 是一套高端的试验装备，，，，， ，，它将三轴压力室和动力驱动器合为一体，，，，， ，，可以施加最大5Hz的动态荷载、变形和应力。。。
轴向加载由装有马达驱动的基座螺旋传动，，，，， ，，从压力室底座施加轴向力和轴向变形。。。
相关图表
*图表为论文截图，，，，， ，，版权归论文原作者和出书方所有，，，，， ，，本文仅为学习交流。。。
Fig.1 Materials, samples and test equipments: (a) loess soil; (b) nano-MgO; (c) NM-treated loess; (d) test samples; (e)Freeze-thaw chamber; (f) Dynamic triaxial apparatus; (g) Nuclear magnetic resonance (NMR) analyzer.
Fig.2 Diagram of multi-stage dynamic load.
Fig.3 Hysteretic shear stresse-strain curve and backbonecurve.
Fig. 4 -Effect of NM content on backbone curve of pre- and post-F-T samples: (a)~(c) N=0, w=16%, 20%, 24%; (d)~(f) N=10,w=16%, 20%, 24%.
Fig.5 Effect of NM content on dynamic shear modulus of pre- and post-F-T samples: (a)~(c) N=, w=16%, 20%, 24%; (d)~(f)N=10, w=16%, 20%, 24%.
Fig.6 Effects of NM and water content on Gdmax for pre-F-T samples.
Fig.7 Effects of NM and water content on Gdmax for post-F-T samples. To investigate the impacts of F-T on Gdmax, the F-T attenuation coefficient η was introduced as.
Fig.8 Effects of NM and water content on F-T attenuation coefficient.
Fig.9 Empirical model of Gdmax of NM-treated loess: (a) pre-F-T samples; (b) post-F-T samples.
Fig.10 Predicted Gdmax against experimental value of NM-treated loess.
Fig.11 Normalized shear modulus for NM-treated loess: (a) pre-F-T samples; (b) post-F-T samples.
Fig.12 Predicted Gd against the experimental one: (a) pre-F-T samples; (b) post-F-T samples.
Fig.13 Relaxation time T2 curves of NM-treated loess.
结论
本研究旨在探讨纳米氧化镁（NM）对黄土动态性能的稳固化效果，，，，， ，，系统比照并剖析了冻融（F-T）、NM掺量及含水率对动剪模量的影响。。。主要结论如下：
（1）掺入2.5 % NM后，，，，， ，，冻融前、后试样的最大动剪模量划分平均提升75.26 %与184.9 %。。。冻融与含水率均爆发显著倒运作用，，，，， ，，但其负面效应可被NM有用缓解，，，，， ，，批注NM适用于冻融情形下的稳固化工程。。。
（2）冻融对动剪模量影响显著，，，，， ，，模量衰减幅度为10.2 %–34.6 %。。。该影响随含水率升高而加剧，，，，， ，，随NM掺入而削弱；；；且含水率越高，，，，， ，，NM提升抗冻融性能的效果越突出。。。
（3）建设了估算NM改良黄土动剪模量的履历模子，，，，， ，，展望效果与试验数据吻合优异，，，，， ，，可为一样平常工况及冻融情形下的工程设计提供参考。。。
（4）核磁共振（NMR）测试显示，，，，， ，，NM掺入后土体连系水比例增添，，，，， ，，自由水镌汰。。。据此推断，，，，， ，，NM的稳固机制在于其吸水效应：将自由水转化为连系水，，，，， ，，从而改善动态性能并削弱水分与冻融的倒运影响。。。
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