谈岩石抗压强度问题

岩石抗压强度是岩石物理力学性质之一,在工程建设活动中存在着与岩石抗压强度密切相关的问题,如岩基的承栽力,边坡的稳定性,地下洞室开挖中围岩的应力分布及其稳定性等,都与岩石的强度有着密切关系.论文对岩石单轴极限抗压强度的试验与取值问题进行了研讨,并就工作中的一些模糊认识谈了看法。

MgO掺量与活性对混凝土动态抗压强度的影响

为了研究外掺Mg O微膨胀混凝土在不同应变速率条件下的力学性能,进行了不同Mg O掺量以及不同Mg O活性混凝土在不同应变速率的单轴压缩试验,并对微膨胀混凝土的抗压力学基本参数以及相应的破坏机理进行了深入分析。研究结果表明：随着Mg O掺量的升高混凝土的极限抗压强度呈现出先增加后减小的规律,Mg O掺量控制在6%～9%之间能有效的限制混凝土裂缝的扩展;随着Mg O活性的不断提高混凝土极限抗压强度先增加后趋于平缓,Mg O活性在100s时混凝土极限抗压强度达到最大值;随着应变速率的升高,不同Mg O掺量混凝土的极限抗压强度出现了一定的增长,但是这种增长趋势表现出了一定的离散性;Mg O活性较低时,混凝土的内部孔隙较少,混凝土的破坏相对较高活性的有所延迟。随着掺入的Mg O活性增大,Mg O的颗粒相应加大,在低应变速率下,混凝土的延迟破坏表现不明显。

土工袋加固原理与极限强度的分析研究

回顾了土工袋在二维应力状态下的加固原理和对应的Mohr-Coulomb强度公式,指出其不足之处,并建议以三维应力状态分析土工袋加固原理。分别以广义Mises破坏准则和Lade-Duncan破坏准则为理论基础,推导出土工袋在三维复杂应力作用下的极限抗压强度表达式。通过对二维、三维强度计算值与土工袋抗压强度试验实测结果的比较分析,验证新的三维土工袋强度公式的计算结果更接近于试验实测值,而且其适用范围更广。

混杂纤维高强混凝土井壁极限强度及破坏特征试验研究

为验证混杂纤维高强混凝土应用于深厚表土井壁结构的可行性,通过室内模型试验研究了普通高强混凝土和混杂纤维高强混凝土井壁模型的抗压强度及破坏特征。研究结果表明:混杂纤维高强混凝土井壁模型(模型A)的抗压强度略高于普通高强混凝土井壁模型(模型B);2种模型的环向位移和轴向位移都随荷载的增大而增大,达到极限荷载时模型A的环向位移和径向位移均小于模型B,说明模型A具有更好的塑性和抗变形能力;加载过程中2种模型都经历了裂缝出现、发展、贯通等阶段,但具体表现不同,模型B破坏时保护层大面积剥落,剪切破坏特征明显,而模型A表面保护层没有大面积剥落,具有良好的整体性。

纤维复合材料约束混凝土柱的统一强度模型

为了更好地研究纤维复合材料(FRP)约束混凝土柱的力学性能,以约束效应系数为主要参数,考虑混凝土截面的形状系数、FRP管中含纤维复合材料的比率和约束效应折减系数对FRP约束混凝土柱极限抗压强度的影响,建立了FRP约束混凝土柱的统一强度模型。研究结果表明:FRP约束混凝土柱的极限抗压强度主要与约束效应系数、非约束混凝土的抗压强度、混凝土截面的形状系数以及FRP材料类型有关;该模型可用于FRP约束混凝土圆柱、FRP约束矩形混凝土柱和FRP约束椭圆形混凝土柱的极限抗压强度的计算,模型计算值与试验值吻合较好。

钢管约束下煤矸石混凝土的强度及横向变形系数

采用理论分析与试验研究相结合的方法,通过对大量钢管煤矸石混凝土轴心受压短柱试验数据的计算、分析,推导出钢管煤矸石混凝土中核心混凝土的极限抗压强度及横向变形系数;分析了含钢率及混凝土的强度等级对煤矸石混凝土极限抗压强度的影响;指出低标号的煤矸石混凝土更适合与钢管相结合形成组合材料,以便充分发挥钢管对核心混凝土的约束作用.

再生混凝土的强度试验探讨

利用废旧混凝土块经过破碎、分级并按一定比例混合后形成的骨料,称为再生粗骨,基于普通混凝土配合比的基础上,配制一组再生混凝土,强度设计值为C40替代率为50%,一共3个试块。在通过实验室自动加载装置进行加载试验。记录再生混凝土试块的极限抗压强度值。对替代率为50%的再生混凝土的峰值应力和应变进行分析,结果表明:再生骨料混凝土极限抗压强度值与天然骨料混凝土极限抗压强度值进行比较,替代率为50%的再生混凝土极限抗压强度比天然骨料混凝土的极限抗压强度值较高。

点荷载强度试验在长输管道工程勘察中的应用推广

点荷载强度试验作为一种常规的岩石试验方法,具有易于操作、携带方便、费用较低等优点,被广泛应用于工程实际中。而长输管道工程由于规模大、沿线工程地质条件复杂,合理地对沿线岩石进行土石工程分类,成为长输管道工程勘察的一个关键环节。在长期工程经验积累的基础上,本文通过对大量的岩石点荷载强度试验与岩石单轴极限抗压强度试验结果进行对比研究,并对统计数据进行一元线性回归分析,推导出多种岩石的点荷载强度与单轴极限抗压强度之间关系的经验公式,进而进行土石工程分类,可为类似工程提供参考。

点荷载强度试验经验公式影响因素分析

岩石点荷载强度试验作为一种常见的岩石强度试验测试方法,应用越来越广泛。国内外学者在实践中总结出了大量的经验公式,证明饱和单轴极限抗压强度与岩石点荷载强度指数之间具有线性关系,但由于采取试样受地域、岩性、强度、结构构造的不同,其经验公式有一定的差异。在实践中发现,其相关性受岩石坚硬程度、岩体完整程度、岩层产状等多因素影响,通过采取一定量的岩石试样分别从岩石坚硬程度、岩体完整程度、岩层产状等方面分组对其统计分析,得出各因素对岩石点荷载强度指数和饱和单轴极限抗压强度相关性的影响程度,为工程实践提供参考。

FRP加固轴心受压木柱应力-应变模型

在Tsai-Wu强度准则的基础上,建立了三向受压木柱的屈服准则及随后的屈服面发展方程。根据内力平衡和应变相容的原理,提出了FRP加固木柱轴心受压时的增量应力-应变关系模型。提供了12根CFRP和GFRP环向加固木柱的轴心抗压性能试验数据。计算结果和试验数据比较表明,在达到加固木柱极限抗压强度之前两类结果吻合较好,而之后计算结果明显偏高。试件的工作机理表明,在达到加固木柱极限抗压强度时,环向受拉FRP中的应变很小,远小于其极限抗拉应变。此外,提出了加固木柱与极限抗压强度相对应的环向应变计算公式,并将之用于计算模型程序运算的结束条件。根据Bazan-Buchanan准则,将加固木柱极限抗压强度之后的σ1-ε1曲线简化为下降的直线,与试验结果吻合较好。提出模型可用于进行工程分析和设计。

砖烟囱爆破切口形状对切角和切口高度的影响分析

针对目前爆破理论比较落后,烟囱爆破拆除时仅仅靠经验确定爆破切角大小和切口高度的现状,从砖烟囱的爆破切口形状出发,建立了确定砖烟囱选用不同切口形状时的切角大小和切口高度的数学模型,分析了切口形状对爆破切角大小和切口高度的影响,并结合工程实例对建立的数学模型进行了分析和讨论。

尾矿坝筑坝模袋力学性能试验研究

模袋法是解决上游法细粒尾矿堆坝难的一种新方法。为研究模袋法尾矿坝筑坝模袋的基本力学性能,采用与云南省某尾矿坝施工现场一样的土工布和尾砂,通过斜坡滑移、直剪、无侧限压缩试验,对固结不同时间的小尺寸尾矿坝筑坝模袋进行了摩擦和受压性能的试验研究。斜坡滑移试验表明,若含水率相对较低,则模袋间的摩擦系数较大;直剪试验测得固结8 d的模袋间内摩擦角约为28o,黏聚力约为40 k Pa;在无侧限压缩条件下,固结1 d和3 d的模袋在受压过程中,其弹性模量都表现为"大-小-大"的变化形式。由于土工布和尾砂的共同作用,模袋的极限抗压强度远大于单纯尾砂堆积体的极限抗压强度。当压应力达到模袋所能承受的极限荷载时,通常会在模袋底部靠近模袋边缘处发生土工布的撕裂破坏,采用主动土压力理论分析了发生破坏的原因。本试验研究可以为模袋法尾矿坝的实践提供理论指导。

热老化条件下公路桥梁板式氯丁橡胶支座受压试验

公路桥梁橡胶支座比建筑橡胶支座更容易受到气候的影响。为了研究公路桥梁板式氯丁橡胶支座在热老化条件下的各项力学性能指标变化,将氯丁橡胶支座在高温试验箱中进行热老化处理20、40、60、80 d,并采用压力试验机对其进行轴心受压试验。研究热老化对氯丁橡胶支座的承载力、极限抗压强度、竖向刚度、抗压弹性模量的影响。试验结果表明,在热老化条件下,氯丁橡胶支座更易发生脆性破坏,弹性阶段缩短,发生钢板外露、裂缝、层状破坏等现象更严重;承载力、极限抗压强度、竖向刚度、抗压弹性模量随热老化程度的加深而逐渐降低;采用最小二乘法对50年抗压强度及抗压弹性模量进行分析,衰减函数和衰减曲线基本符合幂函数变化规律。

玻璃纤维增强塑料布约束混凝土圆柱尺寸效应

对3根玻璃纤维增强塑料(GFRP)布约束钢筋混凝土圆柱和3根未约束钢筋混凝土圆柱的试件进行了试验,并且对15个模拟试件进行了有限元分析,探究了不同体积配置率对轴心受压下GFRP布约束钢筋混凝土圆柱力学性能的影响规律。研究结果表明:钢筋混凝土圆柱的尺寸越大,其极限抗压强度和极限应变越小,GFRP布约束大尺寸试件的效果越显著;但随着GFRP布体积配置率的增大,大尺寸试件的极限抗压强度降低幅度比小尺寸试件有所减小,并且体积配置率的增加对尺寸效应有所改善。当体积配置率达到0.139时,试件的极限抗压强度的提高幅度有所减弱。对于相似试件,GFRP布体积配置率建议选用0.104较为经济实用。

两种密度棉花秸秆草砖在不同受压方式下的力学性能试验研究

采用微机控制电子万能试验机对密度分别为187.5 kg/m3和250.0 kg/m3的棉花秸秆草砖进行横压、侧压和竖压,并通过荷载与位移的关系曲线,得到应力与应变的发展趋势,研究棉秆草砖的承载力、极限抗压强度和弹性模量变化。结果表明,在同尺寸同密度的条件下棉花秸秆草砖的力学性能与其压缩方式有关,竖压方式下棉花秸秆草砖的承载力较大,其中在失效点处竖压的极限抗压强度和弹性模量的数值最大;在密度不同时,高密度草砖的承载力、极限抗压强度和弹性模量均大于低密度草砖。

硝酸腐蚀条件下公路桥梁板式氯丁橡胶支座受压试验

目的研究硝酸腐蚀条件下公路桥梁板式氯丁橡胶支座受压性能的变化规律.方法采用pH=4.5的硝酸溶液对公路桥梁板式氯丁橡胶支座进行20 d、40 d、60 d、80 d、100 d的全浸泡处理,利用5 000 kN的压力试验机进行轴心受压试验,从承载力、极限抗压强度、抗压弹性模量、竖向刚度对腐蚀试件与标准件进行对比分析.结果经硝酸腐蚀后,氯丁橡胶支座的抗压弹性阶段变短,且破坏更加严重;其承载力、极限抗压强度、抗压弹性模量随处理天数的增加而逐渐下降.结论采用最小二乘法对使用0～50年后的橡胶支座的抗压强度和弹性模量进行分析,其衰减函数及衰减曲线大致符合指数函数的变化规律.

冻融条件下矩形板式天然橡胶支座轴压性能

为研究矩形板式天然橡胶支座在不同冻融循环次数情况下的轴压性能,利用冻融试验箱,首先对5个试件分别进行25次、50次、75次、100次和150次高低温交变冻融循环,然后对冻融循环后的试件进行轴压性能试验,对试验后的试件外观、极限承载力、极限抗压强度、竖向刚度和抗压弹性模量进行对比分析.实验结果表明:随着冻融循环次数的增多,矩形板式天然橡胶支座试件的变形越大,橡胶层开裂现象越严重,极限抗压强度和抗压弹性模量下降越快.利用试验结果和最小二乘法给出的极限抗压强度及抗压弹性模量的衰减模型基本符合指数函数规律.

盐冻条件下矩形氯丁橡胶支座受压性能试验

为了研究矩形氯丁橡胶支座在盐冻条件下的各项力学性能指标变化,将矩形氯丁橡胶支座分别进行20,40,60,80 d盐冻处理,并采用压力试验机对其进行轴心受压试验,研究盐冻对矩形氯丁橡胶支座的承载力、极限抗压强度、竖向刚度、抗压弹性模量的影响。试验结果表明:在盐冻条件下,矩形氯丁橡胶支座更易发生脆性破坏,弹性阶段缩短,发生钢板外露、裂缝、层状破坏等现象更严重;承载力、极限抗压强度、竖向刚度、抗压弹性模量随盐冻程度的加深而逐渐降低。采用最小二乘法对试验结果进行回归得到盐冻条件下矩形氯丁橡胶支座50 a抗压强度及抗压弹性模量衰减曲线和衰减模型,统计分析表明衰减曲线和衰减模型符合实际情况。

钢管活性粉末混凝土初步研究

对4组不同配比的普通活性粉末混凝土 (RPC)及4组不同配比的钢管活性粉末混凝土 (钢管RPC)轴压短柱进行极限抗压强度实验。结果表明 ,同以往的钢管高强混凝土相比 ,钢管对RPC的极限抗压强度有更好的提升效果,并且在钢管的约束下 ,RPC内部的缺陷发展得到了有效的抑制。

土工袋无侧限压缩试验有限元数值模拟

土工袋作为一种袋装新材料的研究主要集中在室内试验方面,而数值模拟研究较少。为此,首先进行土工袋无侧限压缩试验,得到轴向压力—轴向位移关系曲线及对应的极限抗压强度。在此基础上,运用Abaqus有限元软件进行土工袋三维建模,模拟了土工袋无侧限压缩试验,土体采用摩尔库伦本构关系,袋子采用线弹性理想塑性模型,采用动态约束法模拟袋子与土体接触。结果表明,极限抗压强度模拟值与理论、试验值基本一致,袋内土体主要以侧向移动为主,沿边缘向中心袋子应力逐渐增大,土体应力逐渐减小。