干密度与含水率对标准砂抗剪强度的影响研究

抗剪强度是土的重要力学性质之一,是决定工程稳定性的关键因素。为研究砂土的强度特性,选取标准砂为试验材料,设计不同含水率与干密度水平的直剪试验,明确干密度与含水率对标准砂应力-应变曲线的影响,揭示其对标准砂抗剪强度特性的影响规律。研究结果表明:标准砂试样达到相同应变所需的应力随着标准砂的干密度及试验法向应力的增加而增加、随着标准砂含水率的升高而减少。在干密度为1.45cm^(3)与含水率为20%和25%的直剪试验中标准砂的应力应变曲线呈现出应变软化的特点,进一步分析表明标准砂的应力-应变曲线随着试样干密度增加、法向应力减小呈现出由硬化型应变向软化型应变转换的趋势。标准砂的抗剪强度随着干密度的增大而增大,随着含水率的增大而降低,其抗剪强度主要来源于材料颗粒之间的内摩擦角。在控制含水率不变的试验中内摩擦角随着干密度的增加依次增加0.54°,2.17°,1.99°和0.21°,呈现出平缓-陡峭-平缓的上升趋势;在控制干密度不变的试验中内摩擦角由含水率每降低1%降低0.5°降低至含水率每降低1%降低0.3°,随着含水率的升高呈现出陡峭-平缓的降低趋势。研究结果可以为与砂土相关工程的防灾预警等研究提供参考。

标准砂-钢板接触面剪切失效机理的宏细观研究

为探究标准砂-钢板相互作用失效机理,分析接触面受力变形情况,使用特制的带有观察窗的半模直剪仪对标准砂-钢板进行单调剪切试验,对其应力变形特性进行研究,并利用MiVnt和PFC2D进行细观分析。试验结果表明:标准砂-钢板接触面的剪应力-位移曲线呈现加工硬化,可视为理想弹塑性模式,曲线划分为线性增长、缓慢增长和水平发展三阶段;剪切过程中接触带孔隙率的变化规律和孔隙大小的变化规律相吻合;单调剪切过程中,接触面颗粒运动状态分为三类,对应剪应力-位移曲线的三个阶段,接触面通过颗粒的运动传递剪应力。

标准砂小应变特性的应力路径三轴试验研究

通过应力路径三轴试验,将标准砂样分别K0固结和等向固结到平均球应力150 kPa,在p-q平面内沿0o,45o,90o,135o,180o,225o,270o,315o应力路径方向进行16组试样的应力应变关系试验研究,对当前应力路径、前期应力路径、应力路径旋转条件下1%范围内剪应变和体积应变规律进行了对比分析。由试验曲线整理得到的剪切模量和体积模量随应力路径变化规律与已有的Bothkennar黏土试验结果类似。

我国标准砂的生产和管理

0引言：为了保证水泥胶砂强度检验结果的准确性和可比性，世界各国均采用统一技术要求的标准砂来代表混凝土中的骨料，所以这种标准砂应是一种标准样品。我院从1950年开始对水泥胶砂强度检验用标准砂进行试验研究，并相继研制成功日本软练砂、中国硬练砂（GB178-62）、中国软练砂（GB178-77）和中国ISO标准砂（GB／T17671-1999），以满足不同时期水泥胶砂强度检验方法的需求。

标准砂研制过程中的质量控制

标准砂是磨料粒度组成检测的标准物质。本文通过对标准砂校正方法的分析,确定了标准砂的质量控制要求;通过严格的工艺控制,研制出了具有良好质量特性的标准砂。对磨料粒度组成的检测结果表明:检测精度较高,能完全达到准确检测粒度组成,统一检则结果的目的。

偏压固结下饱和标准砂孔压增量分析

通过对饱和福建标准砂动三轴液化试验现象的系统分析，提出了一个偏压固结下孔压增量计算公式。分析表明，固结比对饱和砂土液化有重要影响，孔压相对增量与固结比增量之间呈幂函数关系，即△U／U0=C1,a（kc-1）^C1,b。C1,b是一个远小于1的数，平均为0．41，表明孔压增量在kc接近1时降低速度较快，在kc继续增大时降低速度变慢并趋于平缓。G1,a在0．20-0．35之间，平均为0．27，意味着kc=2时的孔压增量较kc=1时降低20％-35％，平均降低27％。

标准砂在磨料粒度组成检测中的作用分析

磨料粗磨粒粒度组成检测的基本方法为筛分法。本文通过对磨料粒度组成检测时筛分条件对筛分结果的影响进行分析,得出标准砂在粒度组成检测中的两个作用:一是用来选择高精度的试验筛,二是对筛分结果进行校正,达到准确检测粒度组成,统一检测结果的目的。同时论述了标准砂的校正原理,并以实例对标准砂的作用进行了论证。

《中国ISO标准砂化学分析方法》行业标准制定情况介绍

1 分析方法的确定和主要内容 《中国ISO标准砂生产监制细则》（以下简称为标准砂）中规定：粗砂或细砂SiO2含量不小于97．80％，中砂SiO2含量不小于98．60％，其次是Al2O3。标准砂已经被列为标准样品。

ISO标准砂水泥胶砂强度稳定性及影响因素分析

1项目概况和研究目的 从2001年4月起,我国水泥强度检验就一直采用GB/T17671—1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》,其中所用标准砂为中国ISO标准砂。2003国家发展与改革委员会以发改运行〔2003〕2257号文颁布了《水泥强度检验用标准砂管理办法》,对标准砂砂源地与开采加工、生产与监制、经销、使用和监督管理等全过程进行了规定。

标准砂冷冻法制样试验研究

为了科学评价黄河中下游地区砂土的力学性能,选择砂粒组中的标准砂力学性能指标为参考标准,对其进行一系列三轴固结排水剪切试验,研究了冷冻法制样和湿装法制样对标准砂应力应变关系和抗剪强度指标的影响。结果表明:①无论采用冷冻法制样还是采用湿装法制样,标准砂试样的主应力差都随相对密度的增大呈增大趋势,其应力应变关系曲线从硬化型过渡到软化型。②对于疏松状态的标准砂,轴向应变不大于5%时,湿装法制备试样的主应力差大于冷冻法的;对于密实状态的标准砂,轴向应变不大于6%时,湿装法制备试样的主应力差小于冷冻法的;但随着轴向应变的增大,二者强度趋于一致。③两种制样方法制备的试样,其内摩擦角均随相对密度的增大而增大,不同方法制备试样的内摩擦角相差不大。④对于疏松状态的标准砂采用湿装法制备试样,在装样过程中易受到扰动,导致其峰值强度高于冷冻法的,处于密实状态的标准砂采用湿装法制备试样,装样时对其扰动较少,但其峰值强度低于冷冻法制备试样的,因此对于疏松状态的标准砂建议采用冷冻法制样,且在动三轴试验仪器上进行常规三轴试验,以尽量减少装样对试样的扰动。

国内外标准砂标准样品的特性、生产和管理

本文介绍了标准砂标准样品的主要特性、用途及与其他标准样品的区别,同时介绍了国内外标准砂标准样品的生产和管理情况,重点介绍了我国标准砂的生产、使用、管理的背景情况,标准砂质量管理对水泥强度检验和保证工程质量的重要意义。

水泥胶砂强度检验用标准砂的特性和生产管理情况介绍

1标准砂的特性 标准砂是检验水泥胶砂强度的法定基准物质,它是由高纯度的天然石英砂经筛洗加工制成,对保证水泥胶砂强度检验结果的准确、可比,进而保证混凝土和工程质量具有重要意义。世界各国均采用统一技术要求的标准砂来模拟混凝土中的骨料,进行水泥胶砂强度的检验,所以标准砂是一种标准样品。

结构物-标准砂界面剪切机理试验研究

桩基表面粗糙程度与砂粒径大小对砂土层桩侧摩阻力有显著影响。本文利用改装的室内直剪仪开展了不同粗糙界面的木板、钢板、混凝土板与北京标准砂间的直剪试验,研究界面剪切应力剪切位移关系、界面抗剪强度构成和界面摩擦角变化规律。结果表明:剪切应力位移关系可用对数幂函数模型拟合,硬化阶段采用对数模型,软化阶段采用幂函数模型,模型峰值剪切应力与试验峰值剪切应力的比值集中在0.92~1.02之间;峰值剪切应力与平均灌砂深度呈正相关关系,其从未刻纹路的界面Ⅰ到刻有纹路的界面Ⅱ增加值最大;刻有纹路的界面抗剪强度由未刻纹路区域、纹路棱角和纹路内的砂三部分提供,未刻纹路区域提供的抗剪强度最大,纹路棱角次之,纹路内的砂最小;木、钢和混凝土与标准砂的界面摩擦角分别集中在11°~23°、14°~23°和22°~27°范围内。研究成果可为砂土层桩侧摩阻力估计提供试验参考。

结构物-标准砂界面剪切机理及数值模拟分析

该文利用改进的直剪设备,进行了标准砂与木块、钢块和混凝土块的界面剪切试验,分析了剪切应力-剪切位移关系及抗剪强度指标变化规律,建立了符合剪切应力-位移关系的对数-双曲线模型,最后对剪切试验进行了数值模拟。结果显示:峰值剪切应力和峰值剪切位移呈正相关关系,混凝土-标准砂界面最大,钢-标准砂界面次之,木-标准砂界面最小;混凝土、钢、木与标准砂的界面摩擦角分别为22.50°、14.72°和11.22°,表观黏聚力集中在0~1 kPa范围内;硬化阶段采用对数模型,软化阶段采用双曲线模型,模型、试验峰值剪切位移差值的绝对值|δ_u-δ_f|均小于0.21 mm,模型、试验峰值剪切应力的比值τ_u/τ_f集中在0.96~1.03之间,模型的建立比较合理;数字模拟、试验峰值剪切应力的比值τ_s/τ_f集中在0.86~1.04之间,数值模拟拟合效果较好。

航空发动机吞砂试验标准砂与典型沙粒形貌对比分析

航空发动机工作时吸入沙粒会对发动机造成伤害。针对军标中未规定吞砂试验用砂粒的形貌特征问题,提出砂粒形貌特征的统计表述方法——数字图像获取、砂粒圆度(砂粒图片实际面积与其外接圆面积之比)分析、标尺对比与观察统计、振动转换与跟踪、统计指标比较,选取中国南海(海南)、东海(厦门)、腾格里沙漠和塔克拉玛干沙漠等典型地区的沙粒与美国标准砂的形貌特征进行了对比分析。试验表明:利用标准砂进行航空发动机吞砂试验时发动机的损伤最严重,即按照军标要求采用标准砂进行吞砂试验能够保证发动机具有足够的安全裕度。

灌砂法检测压实度试洞深度和标准砂密度关系分析

压实度的意义和检测方法意义 压实度是指工地施工实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值,表征现场压实后的密实状况,对于路基土、路面半刚性基层及粒料类柔性基层．压实度越大．材料整体性能越好。新版的《公路工程质量检验评定标准》JTGF80／1—2004中4．2、7．6～7．12中压实度项均标注“△”．定为“涉及结构安全和使用功能的重要实测项目”即“关键项目”。

ISO标准砂鉴定试验体会

中国ISO标准砂（GB／T17671—1999）是用于检测水泥胶砂强度的国家法定用砂。我国的标准砂源地为福建省诏安县、漳浦县和东山县，由厦门艾斯欧标准砂有限公司生产。

标准砂直剪试验的PFC数值模拟

直剪试验作为一种常用的室内土工试验,在实践中得到了广泛的应用,但是目前在细观尺度上对其剪切带的研究还不多,因为这涉及到试验手段和试验仪器方面的问题.PFC(particle flow code)是目前使用较多的模拟软件,其以颗粒为基本单元,可以较好地模拟材料的颗粒属性.因此利用PFC数值模拟的方法,探讨了颗粒形状、试样初始孔隙率对直剪宏观力学行为的影响.在成功建立砂土直剪试验数值模型的基础上,分析了试样内颗粒配位数、颗粒速度场以及局部孔隙率分布,发现砂土直剪中的剪切带并非是完全水平的直线,而是具有一定的斜率和曲率,其剪切带厚度大约为平均粒径的10.37倍.