基于非对称半圆弯曲试件(ASCB)测定花岗岩的Ⅰ/Ⅱ断裂力学行为

非对称半圆弯曲试件(ASCB)以结构简单、加工经济、实验实施便利等优点广泛应用于建筑材料的断裂力学行为研究,然而,目前很少使用ASCB试件测定岩石的断裂特征。本文采用不同裂纹长度的花岗岩ASCB试样,研究花岗岩的断裂韧度值、裂纹开裂角以及裂纹扩展轨迹等断裂力学行为。首先,分析裂纹长度对纯Ⅰ/Ⅱ型断裂韧度的影响。然后,结合多种混合断裂理论,分析对比断裂韧度比值理论值与试验值的差异,以及断裂理论预测开裂角及实验测量值的差异,得到了预测混合断裂韧度及裂纹断裂角的最优准则。最后,探讨了半圆弯曲、非对称半圆弯曲试件测量岩石材料断裂力学特性时存在的不足之处。研究发现,当断裂过程区尺寸为2.6 mm时,采用广义最大环向拉应力准则能够很好地预测裂纹断裂角。在使用非对称半圆弯曲试件执行岩石断裂实验时,应把预制裂纹切割更深,即调整裂纹长度与试件半径的比值达到更大。本文的研究结果将为工程岩体断裂失稳机制的研究提供参考。

水泥乳化沥青砂浆常温抗断裂评价

水泥乳化沥青砂浆(CEAM)作为板式轨道系统的一部分,需要反复遭受外界环境的综合作用。通过各种断裂力学的测试方法研究了CEAM的抗疲劳开裂性能,包括间接拉伸强度试(IDT)验和半圆弯曲试验(SCB)。结果表明:断裂参数(即断裂位移,断裂能和临界应变能释放率)可以很好地评估CEAM疲劳性能并且可以反映外加剂对CEAM性能的影响,研究试样大小、样品厚度和切口长度等对断裂参数的影响,并提出评价CEAM抗疲劳开裂性能的最佳参数。

煤矸石粉/聚酯纤维沥青混合料盐蚀抗弯性能

制备了不同聚酯纤维掺量(0%、0.30%、0.35%、0.40%、0.45%、0.50%)和不同煤矸石粉替代率(0%、25%、50%、75%、100%)的沥青混合料,开展了半圆弯曲断裂(SCB)试验,研究了不同浓度NaCl溶液侵蚀下的煤矸石粉/聚酯纤维沥青混合料抗弯性能的衰变规律.结果表明:沥青混合料的抗弯强度随着NaCl溶液浓度的增加而逐渐降低;掺加适量聚酯纤维和煤矸石粉对沥青混合料的抗弯性能有显著提高,在聚酯纤维掺量为0.4%和煤矸石粉替代率为50%时,沥青混合料的抗侵蚀能力最佳;沥青混合料的极限拉应力与超声波波速具有较好的相关性;可以用侵蚀损伤因子B来评价沥青混合料的抗侵蚀能力,并且随着B的增大,沥青混合料的损伤程度也加重.