单轴循环冲击下弱风化花岗岩的损伤演化

为研究爆破应力波作用下弱风化花岗岩的力学特性和损伤演化机理,利用直径50 mm的改进分离式Hopkinson压杆装置,开展以不同速度对花岗岩进行单次和等速循环冲击下的实验研究。研究结果表明:单次冲击中,用能量法确定的损伤阈值,可用于循环冲击实验中;不同应变率下弱风化岩石裂纹扩展阶段存在应力松弛平台,且随应变率升高而愈发明显,峰值应力与应变率呈正相关。等速循环冲击中,最大应力、应变与冲击速度呈正相关,与岩样累积冲击总次数呈负相关;损伤演化具有3个阶段呈倒S形,由其构建的双参数损伤演化模型拟合效果理想,且具有物理意义;利用模型中的参数α和β可计算中值点处的损伤度和相对循环次数,且与冲击速度正相关;不同损伤变量计算的损伤演化模型不同,合理定义损伤变量是必要的。

弱风化花岗岩的动态力学特性试验研究

为研究酸性腐蚀后弱风化花岗岩的动态力学性能,配制pH=2、4、6的酸性溶液对弱风化花岗岩进行30d的腐蚀,采用分离式霍普金森杆对天然、饱水及腐蚀后花岗岩进行动态抗压试验,分析酸性溶液及应变率对试验力学性能作用机理及试样破碎规律.结果表明:酸性溶液腐蚀后,试样纵波波速呈现下降趋势;腐蚀后对试样动力学性能产生较大影响,动态抗压强度及弹性模量均降低,且pH值越小,力学性能劣化更明显.应变率效应提升试样的动力学性能,随着应变率增加,天然、饱水及酸性溶液腐蚀的试样动抗压强度均增大.应变率及酸性腐蚀均会对试样的破碎特征产生影响.研究成果可为深部岩体动力学研究提供参考.

晶体粒径对花岗岩力学特性影响规律的试验研究

岩石晶体尺寸在空间分布上具有变异性,不同晶体尺寸岩石具有不同的力学特性。为研究晶体尺寸对岩石力学特性的影响规律,选取怒江拥巴段浅层弱风化花岗岩为研究对象,根据晶体尺寸将花岗岩分为粗粒、中粗粒、中细粒和细粒共4组;采用三轴压缩试验研究不同晶体粒径花岗岩的应力-应变响应特征,并在此基础上分析了花岗岩强度、刚度及破坏特征随晶体粒径的变化规律;最后结合花岗岩微观结构图像讨论了晶体粒径对其宏观力学特性的影响。研究表明:(1)同一地区晶体粒径较小的花岗岩具有较大的峰值抗压强度及对应的轴向压缩应变,细粒花岗岩的峰值抗压强度及其对应的轴向压缩应变分别为粗粒花岗岩的1.5~2.2倍和1.6~2.1倍;(2)晶体粒径从粗粒逐渐减小到细粒的过程中,花岗岩的抗剪强度和刚度均逐渐增大,其中黏聚力从13 MPa增加至32 MPa,内摩擦角从45.2°增加至52.5°,变形模量从1.0(归一化)增加至1.7~2.5,泊松比从0.29减小至0.22;(3)不同粒径花岗岩的微观结构具有显著差异,细粒花岗岩晶体颗粒的致密程度及晶体之间的胶结程度显著优于粗粒花岗岩。

循环冲击下弱风化岩石力学特性与渗透率演化

低渗透弱风化花岗岩型稀土矿床中蕴含大量的中重型稀土,但矿体渗透性严重影响溶浸效率,提出利用爆炸冲击载荷对稀土矿体产生多次扰动,在确保矿体保持稳定性的前提下使内部细观结构发生变化,进而提高矿体渗透性。为探究爆炸冲击载荷多次扰动下弱风化花岗岩的力学特性及渗透系数的变化,利用Hopkinson冲击试验机、RMT-150C液压伺服试验机、核磁共振仪,对试件进行逐级循环冲击实验和冲击后的静态压缩实验,并测量试件的孔隙度与渗透系数。研究结果表明:逐级循环冲击下弱风化花岗岩存在裂隙压密阶段,但不明显;裂纹扩展阶段存在明显的应力松弛平台,且随冲击速度的增加愈加明显;动态峰值应力与临界应变随冲击速度的增加呈递增趋势;冲击后的静力学特性表现为随着冲击次数的增加,裂纹压密阶段持续时间增加,弹性阶段持续时间减少,裂纹起裂应力σ_(ci)、裂纹损伤应力σ_(cd)、单轴抗压峰值强度σ_(f)逐渐下降,临界应变逐渐增大。试件中含有小中大3种孔隙类型,在逐级循环冲击下整体表现为中等孔隙占比增加,小型、大型孔隙占比基本不变,有效孔隙度逐渐增加,第1次冲击后这种变化较为明显。弱风化花岗岩经过3次冲击后,渗透系数达到最大,长期强度下降约13%。

深孔松动控制爆破在桥梁钻孔桩施工中的应用

针对弱风化花岗岩地形的特点,以某特大桥为例介绍了在弱风化花岗岩地区深桩施工中采取的控制措施,提出了针对深层长桩在坚硬底层中的施工方案和施工控制要点,以期达到合理控制施工工期和质量的目的。

水中桥梁钻孔灌注桩施工工艺及处理措施

1工程概况 某高速公路特大桥主桥全长670m,上部主要结构为30孔20m钢筋砼空心板梁＋2孔＊30m钢筋砼箱梁,下部结构为钢筋砼长大钻孔桩,柱式墩。本桥为全封闭、双向四车道高速公路桥,设计行车速度为120km/h。桥面宽度为：单幅宽13.0m,全幅宽26.0m。该桥17-21号桥墩跨河流,河面宽度约80m,水深6-8m,河道水下依次为淤泥质土约25-30m厚,强风化花岗岩约10-15m,弱风化花岗岩结构。

牡丹江市柳树河页岩油炼厂项目岩石基础爆破工程施工

牡丹江市柳树河3万t页岩油中试先导基地炼厂项目,岩石基础需要爆破的部位主要有热解干馏装置和半焦贮仓项目。工程位于厂区东北角,靠近山体脚下,其南侧100 m处为在建的原料仓库,西侧150 m处为已建成的厂房,东侧200 m为省道201公路,附近还有高压线路,爆破环境复杂。为此,设计要求爆破的部位及深度为:热解干馏装置为-8.0 m,分二次爆破;半焦贮仓位-30 m,以尽量减少对周围建筑物的影响。