侯运炳等：冻融循环对全尾砂固结体力学性能影响及无损检测研究 1441 (e) (1.5 拟合曲线3d 灰砂比1：10 拟合曲线7d 2咬 20 拟合曲线28d ◆ 养护3d 养护7d 15 养护3d 1.0- 养护28d 0次 =ln(0.6742+0.0011p) t7 d 次 R2=0.9479 养护28d 0次 0厥 10 15次 10次 0=Hn(1.1727+0.0006p) 5次 20次 R2=0.9830 0次 15次 0 500 =n(0.9945+0.0004p 1 1500 无侧限抗压强度/MPa 灰砂比1：10 R2=0.9721 00 0 电阻率2m 500 3000 500 1000 15002000 25003000 电阻率/(Qm) 图7冻融循环过程中固结体的强度与电阻率关系.(a)数据对应（灰砂比1：4）；(b)拟合曲线（灰砂比1：4）：(c)数据对应（灰砂比1：8(d)拟 合曲线（灰砂比1：8）；(e)数据对应（灰砂比1：10）：()拟合曲线（灰砂比1：10） Fig.7 Relationship between UCS and ER of samples during freeze-thaw cycles:(a)data correspondence(cement-sand ratio 1:4):(b)fit curve(cement- sand ratio I 4);(c)data correspondence (cement-sand ratio 1:8);(d)fit curve(cement-sand ratio 1 8);(e)data correspondence (cement-sand ratio 1 10);(f)fit curve (cement-sand ratio 1 10) =n(a+bp)(a为常数，b>0) (4) 著，根据波速的变化可以反演得到固结体的内部 结构与力学性能的变化情况.将不同灰砂比 2.4.2强度-超声波波速无损检测模型 (1:4、1:8、1:10)、不同养护龄期(3、7、28d) 超声波作为一种良好的信息载体，与固结体 的固结体试样在冻融循环过程中（冻融循环次数 相互作用时，在接收波中携带了与介质物理力学 为0次、5次、10次、20次时)的无侧限抗压强度 参数及微结构变化相关的信息，其中波速最为显 与超声波波速数据逐一对应，如图8(a)、8(c)和 (a) (b) 4.0- 拟合曲线3d 灰砂比1：4 20次 拟合曲线7d 20 灰砂比1：4 3.5- 拟合曲线28d ●养护3d 15次 ●养护7d 泰护3d ●养护28d 3.0- 养护7d 10次 养护28d -48,7792+42.3377m） -0.9767 5次 0 2.5 0次 ◆20次 15次 =ln(-6.8435+9.5430 J 2.0 10次 R2=0.9994 5次 20次 1.5 0次 SV7589 15次 0次 =ln(-0.010+3.3535v) 超声波波速km·s) 无侧限抗压强度MPa 10 5次 R2=0.9946 0.8 1.0 12 1.41.61.82.02.2 超声波波速kms) (c) d25 拟合曲线3d 0 拟合曲线7d 灰砂比1：820次 拟合曲线28d 2.0- ●养护3d 养护3d 养护7d 护7d =n(-2.7641+4.9800p) 养护28d 15沙 ●养护28d R2=0.9340 1.5- 10次 0 10 =ln(0.2322+2.2549m) =0.9607 1.0 15次 5次 了10次 20次 20 0.5 0=ln(0.7117+0.9516v) 灰砂比1：8 5次 2=0.9890 超声波波速km·s) 无侧限抗压强度MPa 0.5 1.0 1.0 15 20 超声波波速/km·sσ=ln(a+bρ) ( a为常数,b > 0 ) （4） 2.4.2    强度−超声波波速无损检测模型 超声波作为一种良好的信息载体，与固结体 相互作用时，在接收波中携带了与介质物理力学 参数及微结构变化相关的信息，其中波速最为显 著，根据波速的变化可以反演得到固结体的内部 结构与力学性能的变化情况[21] . 将不同灰砂比 （1∶4、1∶8、1∶10）、不同养护龄期（3、7、28 d） 的固结体试样在冻融循环过程中（冻融循环次数 为 0 次、5 次、10 次、20 次时）的无侧限抗压强度 与超声波波速数据逐一对应 ，如图 8(a)、 8(c) 和 500 1000 1500 2000 2500 3000 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 20 15 10 5 0 冻融循环次数 无侧限抗压强度/MPa 电阻率/(Ω·m) 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 0.5 1.0 1.5 (e) (f) 灰砂比1∶10 灰砂比1∶10 拟合曲线3 d 拟合曲线7 d 拟合曲线28 d 养护3 d 养护7 d 养护3 d 养护28 d 养护7 d 养护28 d σ=ln(1.1727+0.0006ρ) R 2=0.9830 σ=ln(0.6742+0.0011ρ) R 2=0.9479 σ=ln(0.9945+0.0004ρ) R 2=0.9721 无侧限抗压强度/MPa 电阻率/(Ω·m) 0次 5次 10次 15次 20次 0次 5次 10次 15次 20次 0次 5次 10次 15次 20次 图 7    冻融循环过程中固结体的强度与电阻率关系. （a）数据对应（灰砂比 1∶4）; （b）拟合曲线 (灰砂比 1∶4); （c）数据对应 (灰砂比 1∶8); （d）拟 合曲线（灰砂比 1∶8）; （e）数据对应（灰砂比 1∶10）; （f）拟合曲线（灰砂比 1∶10） Fig.7    Relationship between UCS and ER of samples during freeze-thaw cycles: (a) data correspondence (cement-sand ratio 1∶4); (b) fit curve (cement￾sand ratio 1∶4); (c) data correspondence (cement-sand ratio 1∶8); (d) fit curve (cement-sand ratio 1∶8); (e) data correspondence (cement-sand ratio 1∶10); (f) fit curve (cement-sand ratio 1∶10) 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 1.0 1.5 2.0 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 2.5 3.0 3.5 4.0 20 15 10 5 0 (b) σ=ln(−0.1010+3.3535v) R 2=0.9946 σ=ln(−6.8435+9.5430v) R 2=0.9994 无侧限抗压强度/MPa 冻融循环次数 无侧限抗压强度/MPa 超声波波速/(km·s−1) 0.8 0.6 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.0 1.5 1.0 0.5 0 20 15 10 5 0 冻融循环次数 无侧限抗压强度 超声波波速 /MPa /(km·s −1 ) 超声波波速/(km·s −1 ) σ=ln(−48.7792+42.3377v) R 2=0.9767 灰砂比1∶4 灰砂比1∶4 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 (d) 超声波波速/(km·s−1) 灰砂比1∶8 灰砂比1∶8 无侧限抗压强度/MPa σ=ln(−2.7641+4.9800v) R 2=0.9340 σ=ln(0.2322+2.2549v) R 2=0.9607 σ=ln(0.7117+0.9516v) R 2=0.9890 (a) (c) 拟合曲线3 d 拟合曲线7 d 拟合曲线28 d 养护3 d 养护7 d 养护28 d 拟合曲线3 d 拟合曲线7 d 拟合曲线28 d 养护3 d 养护7 d 养护28 d 养护3 d 养护7 d 养护28 d 养护3 d 养护7 d 养护28 d 20次 15次 10次 5次 0次 20次 15次 10次 5次 0次 0次 5次 10次 15次 20次 15次 0次 10次 5次 20次 0次 5次 10次 15次 20次 0次 5次 10次 15次 20次 侯运炳等： 冻融循环对全尾砂固结体力学性能影响及无损检测研究 · 1441 ·