玄武岩纤维沥青混合料冻融劈裂实验研究

冻融循环和水损害侵蚀导致路面出现的大量裂纹成为目前西藏地区路面的主要病害,严重破坏了沥青路面的路用性能。玄武岩纤维沥青混合料是将沥青混合料和玄武岩纤维按一定配合比充分混合来增强沥青路面使用性能的复合型材料。其特点是根据玄武岩纤维的纤维增粘特性以及良好的阻裂性能。文章用玄武岩纤维沥青混合料来代替西藏地区常用AC-13沥青混合料,以玄武岩纤维掺量为研究对象进行冻融劈裂实验研究,以沥青混合料冻融强度比大小为衡量指标来探究玄武岩纤维在AC-13沥青混合料中最佳掺量。结果表明玄武岩纤维最佳掺量在0.2%~0.3%之间,在四种连续级配中0.3%的玄武岩纤维掺量的沥青混合料空隙率最小、冻融劈裂强度比最大,有利于阻止沥青路面裂缝的扩大、减少冻融循环劈裂现象的出现、对延长沥青路面的使用寿命和改善路用水平具有明显作用。

大理岩的高应变率动态劈裂实验

首次把平台巴西圆盘试样引入动态劈裂试验。利用直径100mm的分离式Hopkinson杆对大理岩巴西圆盘和平台巴西圆盘试样进行了动态劈裂实验。结合有限元分析,得到了大理岩的动态劈裂破坏的拉伸强度。分析了巴西圆盘和平台巴西圆盘的典型破坏方式。结果表明,大理岩的动态拉伸强度随着应变率的提高而增加。利用圆盘中心粘贴的应变片来测大理岩等脆性材料的动态拉伸强度,是一种简便高效的试验方法。和巴西圆盘相比,平台巴西圆盘具有更大的优越性和更好的测量效果。

含层理面煤试样的巴西圆盘劈裂实验及数值模拟研究

对含层理的煤岩试样进行巴西圆盘劈裂实验和有限元法-离散元法(FDEM)数值模拟,结果表明层理角度对劈裂破坏模式和抗拉强度有明显影响。随着层理角度不断增大,可将劈裂破坏模式划分为4类:垂直层理面的张拉破坏;折线形张拉-剪切复合型破坏;沿层理面的剪切破坏;沿层理面的张拉破坏。对抗拉强度值进行分析可知:当垂直于层理面加载时,层理角度影响最小,抗拉强度等同于煤试样基质的抗拉强度;随着层理角度增大,抗拉强度逐渐减小;平行于层理方向加载时,抗拉强度最小。此外,从能量角度分析可知:随着层理角度增大,试样破坏所耗散的能量越来越少,破坏越容易。

长方体劈裂实验的最佳宽高比研究

本文计算分析了长方体劈裂实验的可行性，得到了抗拉强度值和试件尺寸的关系并且找到了可替代巴西试验的长方体宽高比范围，对各种宽高比所得的值进行误差分析和优劣对比，指出了替代巴西试验的长方体宽高比 .

LS-DYNA在砂岩冲击劈裂实验中的应用探究

为了保障地下岩体工程的安全施工,采用LS-DYNA显式分析软件,研究了砂岩在冲击劈裂下的动态力学性质。结果发现在140~350 s^(-1)应变率范围内,砂岩的动态劈裂破坏形态和静态加载下基本一致,但砂岩的冲击抗拉强度大于静态拉伸强度,且随着应变率的增加呈幂函数(σ=1.33ε^(·0.49))增长规律。

微波和传统加热下混凝土劈裂抗拉性能分析

近年来,微波辅助混凝土粗骨料回收技术因其绿色性、高效性及低损伤性引起国内外学者广泛关注。该文采用工业微波多模谐振腔及传统马弗炉对圆柱体混凝土试样进行不同条件下的加热实验,探讨了混凝土在两种加热方式下的加热效率、宏观裂纹扩展与破坏模式、劈裂抗拉强度弱化规律以及加热参数对能耗和能效的影响规律。此外,借助扫描电镜分析了微波照射下混凝土的抗拉强度弱化机理。实验结果表明:微波加热技术具有更高的加热效率,能够有效地促使裂纹沿砂浆-骨料界面扩展,从而削弱混凝土强度;并且高微波功率下混凝土加热效率更高,强度损失更大,能量消耗更少。反之,传统加热下砂浆-骨料界面结构紧凑,未出现可见裂纹,加热过程能量利用率仅1%左右。

劈裂实验中不同岩石力学行为特征

为提高厚煤层开采围岩控制效果,研究了煤、泥岩、砂岩在受拉应力环境中的力学行为特征,结果表明:煤、泥岩、砂岩的平均抗拉强度分别为1.25,3.45,12.85 MPa,抗拉强度变异性系数分别为29.12%,18.67%和11.52%;劈裂裂纹在煤、泥岩、砂岩中的扩展速度依次升高,贯穿用时分别为0.006,0.004,0.001 s;煤中弹性应变能转变为裂纹表面能,泥岩中应变能转变为裂纹表面能、声能,砂岩中应变能转变成裂纹表面能、声能、半圆盘动能;煤体拉伸破坏受原生微裂隙影响,泥岩拉伸破坏受不规则坚硬晶体颗粒影响,砂岩则主要受最大拉应力平面控制;煤、泥岩、砂岩破断面的平均粗糙度分别为18.53,20.60和15.33,岩石劈裂断面粗糙度增大,围岩稳定性增强.

白砂岩力学参数尺寸效应实验研究

岩石力学性质参数具有尺寸效应,这一重要性质在工程设计和建设中往往被忽略。进行不同尺寸岩石的力学性质实验是研究岩石材料尺寸效应的主要方法,但是目前的实验规程缺少针对不同尺寸试样的实验方法,并且缺少非标准尺寸试样的配套实验夹具装置。该文提出了岩石尺寸效应实验的试样制备标准,设计了配套的实验夹具装置,完善了岩石尺寸效应实验方法。选取白砂岩为研究对象开展抗压和抗拉强度尺寸效应实验,研究岩石力学参数与试样尺寸之间的关系。结果表明,岩石抗压强度和变形模量随着试样尺寸的增加而减小,泊松比没有尺寸效应规律,抗拉强度先增大后减小。

混凝土断裂能的尺寸效应及测定方法研究

从局部断裂能分布的双直线模型出发,给出了混凝土真实断裂能和受尺寸影响的断裂能的关系式,进行了4组不同尺寸试件的楔形劈裂实验,求得不受尺寸影响的混凝土真实断裂能,从而为确定混凝土的断裂能提供了一种实践可行的测试方法。实验结果同时也表明,断裂能属于混凝土本身的材料特性,对于同一材料,断裂能值是恒定的,而断裂能之所以具有尺寸效应,是由于局部断裂能在断裂韧带上的非均匀分布引起的。

浅谈排水性沥青水稳定性性能比较实验

通过马歇尔稳定度以及劈裂强度2个指标的不同浸水条件的性能试验,对排水性沥青混合料的水稳定性进行了研究,可知浸水时间,温度和级配对水稳定性指标产生较有规律的影响。

基于巴西劈裂法的饱水煤样能量耗散特征研究

为研究饱水煤样拉伸破坏过程中的能量耗散规律,利用RMT-150B岩石力学实验系统对赵固二矿二1煤层煤样在自然和饱水状态下进行巴西圆盘劈裂实验,探讨了自然与饱水状态下煤样的应力、强度及能量变化。结果表明:巴西劈裂实验时,加载过程应力-时间关系与实验控制方式有关。采用载荷控制方式时,峰值前拉应力与时间呈良好线性关系,达到峰值时应力瞬间跌落为零,表现出明显脆性破坏特征;采用变形控制方式时峰值前拉应力与时间呈非线性关系,峰值后出现分次破坏特征;采用两种控制方式在巴西圆盘劈裂实验破坏前没有本质区别;两种状态下不同层位煤样抗拉强度和峰值能率存在差异,自然状态下层位煤样抗拉强度较高(1.80MPa),中层位煤样抗拉强度较低(1.23MPa),上层位煤样抗拉强度介于两者之间(1.52MPa),饱水后上中下层位煤样的抗拉强度和峰值能率均有不同程度降低,抗拉强度平均软化系数分别为0.65,0.61和0.61,平均峰值能率降幅为36.0%,56.1%和40.6%;两种状态下煤样抗拉强度与峰值能率大致呈线性关系,表明抗拉强度越高的煤样,能量耗散越少,煤样抗拉强度越低,能量耗散越多。

沥青集料混合料水敏感性的评价

通过水煮法、静态水浸法、光电比色法和净吸附法来研究不同类型沥青和集料之间的粘附性 ,用残留马歇尔试验和冻融劈裂实验研究由不同类型沥青和集料组成的沥青混合料的水稳定性 ,同时分析了各种不同方法之间的相关性。结果表明 ,不同性质集料对沥青混合料的水稳定性影响显著 ,但不能忽视沥青对混合料水稳定性的作用 ,残留马歇尔试验和净吸附法试验与冻融劈裂实验有着很好的线性相关关系 ,对于沥青与集料之间的粘附性可采用净吸附法试验来评价 ,对于沥青混合料的水敏感性可采用残留马歇尔试验和冻融劈裂实验来评价。

长方形岩石抗拉强度测试方法研究

使用长方形试样的劈裂试验测定岩石抗拉强度时,仍然沿用巴西圆盘抗拉强度计算公式,与实际情况差异较大。基于平面应力状态假设,通过平面应力问题的傅立叶级数解答推导了长方形岩石劈裂应力计算公式,经计算发现,截面最大拉应力出现在试样对称轴上的某一点,且随着试样宽长比b/a的减小,最大拉应力逐渐接近试样中心点的拉应力,通过计算截面形状函数,确定最大拉应力出现的位置,建立了方形岩石劈裂抗拉强度计算公式。经砂岩与大理岩劈裂试验验证,该计算公式计算得到的抗拉强度值一致性较好,能真实反映岩石的力学性能,是测定岩石抗拉强度的一种有效方法,建议采用b/a小于1且2a大于70 mm的试样进行岩石方形劈裂抗拉强度测定。

橡胶颗粒沥青混合料低温力学性能的研究

结合马歇尔试验对最佳沥青用量进行确定,采用低温劈裂实验并以抗拉强度、拉伸应变、破坏劲度模量,对外掺法连续密级配橡胶颗粒沥青混合料的低温力学性能进行评价。实验表明:在低温环境中,随着温度的逐渐降低,抗拉强度、拉伸应变和破坏劲度模量3种指标的变化率较大,力学性能变化显著。

基于声发射的陶瓷材料损伤和增韧特性研究

陶瓷作为准脆性材料,在受载破坏过程中会产生大量的声发射信号。应用声发射及其定位技术研究了95%氧化铝(AD95)陶瓷,氧化锆增韧氧化铝(ZTA)陶瓷单轴压缩加载下的裂纹扩展过程。通过Geiger定位方法对巴西劈裂实验中两种陶瓷破裂过程进行实时监测,并对结果进行分析。研究结果表明,声发射定位实验可以直观的反映陶瓷材料裂纹成核,扩展,贯通的过程。通过声发射事件数和信号幅度可以分析氧化锆对氧化铝陶瓷的增韧效果。

寒冷地区沥青路面老化材料的低温性能评价

沥青路面的低温开裂是道路破坏的主要形式之一,在寒冷地区普遍存在。沥青和沥青混合料的低温性能是反映沥青路面抗低温开裂能力的主要指标。本文依托于长平高速公路实体工程,通过现场调查路面的实际开裂情况,以及室内低温劈裂蠕变实验和弯曲梁流变仪实验,评价沥青路面老化材料的低温性能。同时分析路面实际开裂情况与路面老化材料低温性能间的相关性,验证沥青及沥青混合料低温性能评价标准的有效性。

混凝土类材料动态拉伸强度的微观力学模型

基于水泥砂浆试样动态劈裂拉伸实验,研究了不同加载速率下水泥砂浆材料动态劈裂时的裂纹发生和扩展规律,提出一个微观力学模型。结果表明,微裂纹惯性是混凝土类材料动态拉伸实验中测量到的动态拉伸强度随应变率的增加而提高的一种微观机制。

沥青路面抗冻融试验研究现状

通过总结国内外学者对沥青混合料冻融破坏的实验方法,描述了目前沥青冻融损害的研究现状,评价了目前各种冻融劈裂试验的优缺点,针对各自试验的特点提出了相应的改善措施,并提出了相应的改进方案,为我国沥青混合料抗水损害性能提供指导。

一种半柔性路面材料的路用性能研究

主要对半柔性路面材料主要配制用料、半柔性路面材料的基本复合比标定以及半柔性路面材料的路用性能进行试验研究与评价分析。选择自行复合比的沥青复合料构成的半柔性路面材料,经过马歇尔实验、车辙实验、浸水实验及冻融劈裂实验共4种实验方法验证半柔性路面材料的特性,为同类路面工程应用提供研究及技术参考。

关于优化C40钢纤维混凝土配合比设计的研究

钢纤维混凝土作为一种高性能混凝土广泛的应用在工程之中。由于钢纤维混凝土的配合比设计相比于普通混凝土复杂,影响其性能的因素相对较多。在本试验中,通过采取保证水胶比不变、适当减小单位体积水泥用量,合理确定钢纤维用量,降低钢纤维混凝土的成本。最后通过静态抗压实验,静态劈裂抗拉实验,分析钢纤维混凝土的最优钢纤维掺量为0.5%。为今后优化钢纤维混凝土配合比设计提供一些参考。