干湿循环作用下红砂岩侧限膨胀率时程模型

岩石遇水膨胀易引发多种地质灾害,研究干湿循环作用下岩石的膨胀特性具有重要的实际意义。采用湖南株洲地区的红砂岩样,进行不同干湿循环次数和不同干燥温度影响下的侧限膨胀率试验。试验结果表明:岩石侧限膨胀率是时间的函数,可以用快速膨胀阶段、减速膨胀阶段和缓慢稳定阶段表征。干湿循环作用和干燥温度对红砂岩的膨胀产生显著影响,常温下,侧限膨胀率随循环次数的增加逐渐减小;而在60℃和105℃的干燥温度下,侧限膨胀率随循环次数的增加呈现出先增大再减小的变化情况;干燥温度越高,不同循环次数下的侧限膨胀率越大。以此为基础,建立考虑循环次数与干燥温度影响的侧限膨胀率时程模型,并验证了模型的正确性。研究结果对膨胀岩地区工程建设的安全性和稳定性具有指导意义。

干湿循环作用下红砂岩侧限膨胀应力时程模型

采用湖南株洲地区的红砂岩样,进行了不同干湿循环次数和不同干燥温度影响下的侧限膨胀应力试验。结果表明:岩石侧限膨胀应力是时间的函数,可以用快速膨胀阶段、减速膨胀阶段和缓慢稳定阶段表征;干湿循环作用和干燥温度对红砂岩的膨胀产生显著影响,随循环次数的增大,最大侧限膨胀应力先增大后减小;干燥温度越高,不同循环次数下的侧限膨胀应力越大。建立了考虑循环次数与干燥温度影响的侧限膨胀应力时程模型,并验证了模型的正确性。所得结论可为保证膨胀岩地区工程建设的安全性和稳定性提供指导。

侧限条件下膨胀土膨胀变形试验研究

利用弹性力学的有关理论分析了侧限膨胀试验中土样的受力和变形特点,推导出了在无荷膨胀试验条件下,膨胀土膨胀系数的理论计算公式;针对南宁-友谊关公路宁明段灰黑色膨胀土填料进行了侧限有荷膨胀试验,利用有荷试验结果推导出了膨胀土在侧向约束、上部加压条件下膨胀应变与含水率、上部荷载之间的计算关系式。结果表明:上覆压力对膨胀变形起拟制作用,在其他条件不变的情况下,上覆压力越大,则膨胀变形量越小;膨胀土是对含水量变化特别敏感的土体,含水量增加是土体膨胀的直接原因,膨胀量与吸水量紧密相关,且与(w-w0)成正比关系;利用无荷试验确定了湿度膨胀系数的测定方法,并用试验结果对南友路膨胀土路堤的修筑提出了一些建议。

岩石侧限约束膨胀力试验的分析与探讨

分析影响膨胀力试验准确性的关键因素及对策,介绍铁道第三勘察设计院集团有限公司中心试验室自行研制的多功能岩石膨胀仪在膨胀力试验中的优点,并采用多功能膨胀仪进行岩石的侧限约束膨胀力试验,基于试验结果探讨了试件尺寸对膨胀力的影响,岩石试样采自新建济南至青岛高速铁路。试验结果表明,试样直径相同的情况下,试样高度越高,膨胀力越大。

稻谷堆限侧膨胀体变模量与弹性模量的实验研究

使用LHT-1型粮食回弹模量仪对稻谷堆(含水率为11.77%、12.95%、14.47%、15.75%、18.08%)的无侧向膨胀体变模量和弹性模量进行了实验测定。稻谷样品装入回弹模量仪中的圆柱形容器里,选定样品顶部的压应力分别为0、50、100、150、200、250、300 k Pa,对稻谷样品进行压缩与回弹实验。由实验数据计算得出样品所受的平均竖直压应力和平均围压,计算出体变模量与弹性模量。实验结果表明:在同一含水率下,随着平均围压的增大,稻谷堆的体变模量也增大;在同一围压下,随着含水率的增加,稻谷堆的体变模量减小。稻谷堆的体变模量与平均围压的关系可拟合为y=ax+b,其中系数a、b随含水率的不同而变化。随着加载、卸载次数的增加,粮堆的塑性形变增大,弹性形变略有减小。在同一含水率下,随着围压的增大,稻谷堆的弹性模量增大。

硬石膏膨胀特性及其湿度应力场膨胀本构模型

硬石膏岩遇水表现出很强的膨胀特性,且由于地下水分布的动态不均匀性,导致围岩不均匀膨胀。以梁忠高速公路礼让隧道中硬石膏岩为研究对象,采用土工固结试验仪,设置不同初始浸泡水量,对硬石膏进行侧限膨胀试验,研究其吸水率、膨胀应变及应力变化规律。结果表明:硬石膏吸水率呈先快后慢型增长,快速增长过程中硬石膏吸收的水主要转化为结晶水,慢速增长阶段,硬石膏内部自由水逐渐增多;硬石膏膨胀应变及膨胀应力随浸泡水量增加而增大,当浸泡水量为硬石膏完全石膏化理论耗水量的1/4时,达到二者增长率明显减小的转折点;硬石膏吸水率具有时间效应,且吸水率与时间呈负指数关系,基于此,结合湿度应力场理论,得到了硬石膏湿度应力场膨胀时变本构。