不同截面形状砂岩试样的力学特性试验研究

人们通常采用实心圆柱试样进行静态及动态加载试验分析岩石的力学特性,然而实际工程岩体中方形和空心圆柱体试样也很常见。为了研究不同横截面形状对岩石力学特征的影响,本文对相同高度和横截面面积的完整圆柱试样、方形试样和厚壁圆筒试样进行单轴压缩试验和声发射检测。试验结果表明,方形截面菱角、厚壁圆筒试样孔道自由面有利于岩石的局部变形,方形试样强度比实心圆柱体试样偏低6.2%而比厚壁圆筒试样偏高10.0%,方形试样弹性模量分别比实心圆柱体试样和厚壁圆筒试样偏低4.7%、2.8%。实心圆柱试样和厚壁圆筒试样在单轴压缩过程中峰值强度之前可释放弹性能占吸收总能量比值比方形试样大,耗散能所占比值比其小。实心圆柱试样和厚壁圆筒试样破坏以张拉复合破坏为主,方形试样出现了"沙漏"状的破坏形式,试样菱角处都出现明显的剪切面。研究结果为理解岩石的失稳破坏提供了参考。

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。

减震橡胶材料的两种等双轴拉伸测试方法对比研究

文章通过对两种不同的双轴拉伸试验机进行了基于圆形试样和方形试样的等双轴拉伸测试对比试验,以探究减震橡胶材料的等双轴拉伸测试。试验结果表明,两种测试方法都能够实现高应变水平的等双轴拉伸测试,且基于方形试样的等双轴拉伸测试可达到的应变水平更高。文章还通过有限元方法验证了两种测试方法的临界应变水平,为试验设计提供了重要参考。