岩石单轴抗压强度试验研究

岩石单轴抗压强度试验被广泛应用于岩土工程、建筑材料、矿业和地质等领域,不仅是评估岩石强度和可靠性的重要方法之一,还是一种简单、直观、高效、低成本的试验方案,但岩石单轴抗压强度与点荷载之间的联系还未能建立起一种有效的联立关系。本文主要通过单轴抗压强度试验和点荷载强度试验,对数据进行统计分析得出相关度分析结果,得出了轴向加载时和径向加载时的两个关系式,分别为R=6.5 e^(0.6I s(50))和R=9.8 e^(0.5I s(50)),为岩石工程设计和实践提供了基础数据和参考依据。

不同结构性黄土的单轴抗压试验及破坏模式

结合室内单轴压缩实验,对不同初始结构性黄土在单轴应力条件下的结构性变化特性进行研究。研究发现,在同一含水率条件下,原状黄土试样的单轴抗压强度要明显高于重塑黄土试样的单轴抗压强度;当含水率较低时,土样的破坏主要表现为脆性拉裂破坏,破坏呈现突然性;当初始含水率较低时,含水率对黄土结构亚稳定状态的影响减小,初始结构强度的损失也相对减小,结构的可变性相对较大,黄土在该状态条件下所具有的初始结构性较强。构度结构性参数指标随初始含水率的增大出现骤减,说明在这一阶段试样的初始含水率对黄土的初始结构性的影响较明显;当黄土的初始含水率达到一定值以后,含水率的增大使得黄土试样在沉积过程中初始结构性相比低含水率下沉积的黄土试样,土样的初始结构性已经部分减小,从而对构度结构性参数指标的影响相对较小。

软岩旁压试验与单轴抗压试验对比研究

在我国广泛分布的白垩系至第三系泥质粉砂岩是一种软质岩石,具有较大的地基潜力。按现行规范确定的承载力值往往偏低。在大量试验资料基础上,建立了旁压试验特征参数与岩石单轴抗压强度的相关方程,并同岩基载荷试验进行对比。实践证明,旁压试验是一种有效的原位测试方法,对确定同类地区软岩地基的承载力具有推荐价值和指导意义。

碾压混凝土单轴抗压强度的数值模拟

碾压混凝土的强度关系到碾压混凝土结构的安全。采用随机骨料模型模拟碾压混凝土的细观结构,利用有限元方法数值模拟碾压混凝土试件单轴抗压的细观损伤断裂,并对其单轴抗压破坏过程进行了研究。

高强混凝土的单轴抗压力学性能试验研究

配制出掺和了硅粉和高效减水剂的水胶比为0.22、0.27的高强混凝土和水灰比0.5的普通混凝土,在MTS 815 flextest GT材料试验机上测试了其单轴抗压强度,其抗压强度分别达到了90.78、78.01和20.4 MPa。通过试验研究和比较了在单轴压力下高强混凝土和普通混凝土的破坏模式、应力-应变全曲线以及应力与体应变的关系。

混凝土单轴抗压强度尺寸效应的数值模拟

采用随机骨料模型模拟混凝土的细观结构,利用有限元方法数值模拟混凝土试件单轴抗压的细观损伤断裂,并重点对单轴抗压强度尺寸效应进行研究。

碾压混凝土单轴抗压强度尺寸效应的数值模拟

碾压混凝土与混凝土一样也存在着尺寸效应。采用随机骨料模型模拟碾压混凝土的细观结构,利用有限元方法数值模拟碾压混凝土试件单轴抗压的细观损伤断裂,并重点对单轴抗压强度尺寸效应进行了研究。

玻璃微珠水泥基复合材料的单轴抗压性能

对密度为720~960 kg/m^3的玻璃微珠水泥基复合材料的单轴抗压应力-应变曲线进行了测试,试验表明:(1)当固定玻璃微珠体积掺量为50%vol时,水灰比为0.3~1.0的玻璃微珠水泥基复合材料的单轴抗压弹性模量为2.9~6.8 GPa,轴心抗压强度为10~25 MPa,峰值应变约为3 900~4 700με。(2)玻璃微珠水泥基复合材料的单轴抗压破坏为脆性破坏。(3)通过参数归一化,尝试建立了玻璃微珠水泥基复合材料的本构方程。

PVA纤维混凝土的单轴抗压应力应变关系

利用SHT4106电液伺服电子万能试验机对五组不同纤维掺量和LHFRC(层布式混杂纤维混凝土)及LSFRC(层布式钢纤维混凝土)立方体试块进行了单轴抗压试验。通过对试验结果的分析,表明PVA(聚乙烯醇)纤维能略微提高混凝土的抗压强度,但由于纤维的掺入会将部分空气带入混凝土基体中,减小粘接力,因此纤维的掺量不宜过大,最佳掺量在1%以下。PVA纤维能有效的改善混凝土立方体抗压变形能力,使混凝土由脆性破坏转换为有一定塑性的破坏形态,而LHFRC与素混凝土的应力应变曲线相差不多。但是LSFRC则表现出高强混凝土的应力应变曲线特点,即上升阶段基本上已经由曲线变成了直线,下降阶段比较陡,甚至可以认为不再有下降阶段。

冻土单轴抗压试验研究及盾构始发冻结优化设计

为保证浅埋深富水软弱地层的盾构隧道安全始发,采用人工冻结法进行端头加固。通过在室内进行冻土单轴抗压试验,得到可靠的冻土力学参数,并采用正交试验的方法分析冻结深度、冻结宽度和冻结温度对地表沉降和管片拱顶沉降的影响规律和影响程度,选取确定最优冻结加固方案。结果表明:相同冻结温度下中粗砂抗压强度最大,其次是粉细砂、粉质黏土、黏质粉土,杂填土抗压强度最小;土体冻结温度越低,抗压强度越大;对地表沉降和管片拱顶沉降的影响排序为冻结深度>冻结宽度>冻结温度;最优冻结方案为冻结宽度6 m,冻结深度15 m,冻结温度-20℃。

新近系软岩模拟材料的单轴抗压实验特性

采用相似材料模拟的方法对新近系(原上第三系)软岩的力学特性进行研究.选择了4种模拟材料方案,制作成重塑样,研究其力学特点是否符合软岩的特征.对制作好的模拟材料式件进行单轴抗压实验,采集实验曲线,分析其力学特征.得到材料了的弹性模量,泊松比,密度等力学参数.得出影响材料强度及变形特征的主要因素是水胶比和胶结材料.从这些方案中选出符合软岩特征的方案及配比.运用多项式拟合方法分析出所选材料单轴本构关系,并与已有关系方程进行对比,验证实验及拟合方程的准确性.得出了所选材料应力-应变关系的经验公式.

混凝土单轴抗压强度的数值模拟

混凝土的强度关系到混凝土结构的安全。采用随机骨料模型模拟混凝土的细观结构,利用有限元方法数值模拟混凝土试件单轴抗压的细观损伤断裂,并对其单轴抗压破坏过程进行了研究。

拉格朗日分析在岩石单轴抗压中的应用

论述了连续介质快速拉格朗日法的理论、方法、特点及应用,根据基于显式拉格朗日元法的程序FLAC3D进行了岩石单轴抗压强度的数值试验模拟。

红层旁压试验、载荷试验与单轴抗压试验对比研究

基于长沙国际金融中心的载荷试验(d=1130mm)、旁压试验和天然单轴抗压试验数据对比分析,获得了中风化泥质粉质岩的比例界限压力p、变形模量E0与垂直基床系数KV、临塑压力Pf、旁压模量EM、似弹性模量E、旁压剪切模量GM及水平基床系数KX等系列参数,并对它们之间的关系进行了对比分析,提出了软岩承载力的试验取值原则,对同类软岩的承载力取值具有参考意义。

大海则矿区软岩单轴抗压强度特性研究

针对大海则矿区软岩地层的4个层位,进行了-5、-10、-15℃条件下单轴抗压强度室内试验,得到各层位的应力应变曲线和不同降温区间内的强度增长率,分析了该矿区软岩地层单轴抗压强度变化的特点,为今后该地区冻结法施工提供参考数据。

改性黏土的单轴抗压特性分析

文章通过单轴抗压试验研究橡胶颗粒-黏土的抗压强度及其变形特性,探讨了橡胶颗粒对黏土工程特性的改良作用,通过分析可知,单轴压力下改性黏土存在鼓胀型、剪切型及鼓胀剪切型三种破坏形态,而且轴向应力-轴向应变关系呈现硬化特性;橡胶颗粒使黏土的抗压强度降低,但在橡胶颗粒-黏土中掺入少量水泥,使其固化后,能显著提高改性黏土的抗压强度;固化后的橡胶颗粒-黏土偏向脆性剪切破坏。

玄武岩纤维提升水泥土抗压性能试验研究

水泥土搅拌桩常用于处治山区软弱土路基,但其抗压强度和变形性能较弱,易发生脆性破坏。为此,提出采用玄武岩纤维提升水泥土搅拌桩抗压性能的方法,并通过单轴抗压试验分析纤维掺量和长度对玄武岩纤维水泥土抗压性能的影响规律,最后通过电镜扫描试验(SEM)揭示玄武岩纤维对水泥土的抗压性能提升机理。结果表明:玄武岩纤维水泥土的应力-应变曲线先后经历孔隙压密、弹性变形、弹塑性变形及破坏4个典型阶段;玄武岩纤维的掺入有效提高了水泥土的抗压性能,抗压强度、峰值应变随着纤维掺量的增加先增大后减小,弹性模量随之先减小后小幅上下波动;抗压强度随着纤维长度的增加而减小,峰值应变随之先增大后减小,而弹性模量则先减小后增大,在纤维掺量为0.6%、长度为6 mm时抗压强度最大;玄武岩纤维通过与水泥土颗粒之间的摩擦力和机械锚固力对土体进行摩擦加筋,锚固水泥土内部的裂纹增强颗粒之间的连接作用力,但当纤维过多或者较长时,会出现“堆聚”和“交叉搭接”现象,减少有效加筋纤维数量,从而降低试样的抗压性能,因此在水泥土中掺入玄武岩纤维时,纤维掺量和长度要适宜。

基于颗粒流对混凝土尺寸效应下的抗压裂缝分析

基于颗粒流(PFC)的Fish语言编写了二维颗粒流程序,构建了二维混凝土细观模型,采用标定后的PB模型参数,对不同尺寸混凝土的破坏裂纹演化和破坏机理进行分析。模拟结果表明:混凝土单轴抗压破坏是水泥砂浆界面以及骨料与水泥砂浆交界面裂纹扩张和演化造成的;不同的尺寸以及随机骨料的分布会对混凝土的峰值应力和破坏模式有一定的影响;单轴抗压试件内的裂纹起始于水泥砂浆界面,随后以骨料与水泥砂浆的交界面为主开始延伸,并随着载荷增加向混凝土内部发展,到90%峰值抗压强度后,裂纹的延伸速度和增加速度进入突增阶段,主裂纹和水泥砂浆界面的次生裂纹相互作用,呈现出贯穿状,使混凝土试件破坏;随混凝土尺寸的增大和骨料数量增加,裂缝数量增加,且随混凝土尺寸的减小,裂纹突增的速度与数量比例更大。

岩石单轴压缩条件下裂纹扩展试验研究——以片状岩石为例

为研究片状岩石渐进性破坏,首先对其应力门槛值:裂纹起始应力σci、裂纹破坏应力σcd、单轴抗压峰值强度σf及相互间的关系进行系统的总结和论述。基于片状岩石——丹巴二云英片岩单轴压缩试验轴向应力-轴向/径向应变曲线,首次将岩石渐进性破坏过程应力门槛值分析应用于片状岩石,得出加载方向与片理面方向平行、垂直和成30°夹角3种加载条件下的应力门槛值,并将其与其他岩石种类的应力门槛值研究结果进行比较。结果表明裂纹扩展过程与岩石种类有关,不同岩石矿物颗粒、胶结状况、片理面发育情况等因素都会影响岩石的渐进性破坏过程,从而对应不同的应力门槛值范围。二云英片岩的试验结果直接表明,由于片理面的发育,片状单轴压缩条件下的裂纹扩展过程存在显著的各向异性,这一特点显著区别于其他种类岩石,在地下工程开挖中应对其进行具体的量化分析,以指导开挖设计和支护加固。

高温后再生保温混凝土损伤劣化数值分析

【目的】内部多孔且高温稳定的玻化微珠(glazed hollow beads,GHB)可在一定程度上减缓混凝土的高温损伤劣化,提升混凝土的抗火性能。为了进一步明确GHB改善混凝土抗火性能的机理,从细观尺度出发,提出一种可考虑初始缺陷和再生骨料(recycled coarse aggregate,RCA)取代率的再生保温混凝土(recycled aggregate concrete mixed with glazed hollow beads,RATIC)细观模型的建模方法。【方法】利用现阶段比较常用的塑性损伤模型,探究了RCA取代率(0,50%,100%)、GHB含量(0,70%,100%)和孔隙率(0,2%,4%)对于高温后RATIC力学性能的影响。【结果】结果表明:随着受火温度的提高,荷载作用下RATIC试件的损伤分布均呈现出逐渐加剧的趋势,且500℃后,试件的损伤分布较400℃之前严重。GHB的加入可在一定程度上缓减混凝土内部的损伤劣化,而RCA的加入会加剧此现象。此外,随着孔隙率增大,RATIC试件的强度逐渐变低。