腹板开孔冷弯卷边槽钢双肢拼合梁的整体屈曲性能研究

为了研究腹板开孔冷弯卷边槽钢双肢拼合梁的整体屈曲性能,通过现有相关4点弯曲试验结果验证了非线性有限元模型的有效性,并对不同螺钉间距、孔洞大小、孔洞间距和构件长细比的构件进行了参数分析。结果表明:受整体屈曲控制的构件承载力随着螺钉间距增大而减小,但孔洞大小和间距对承载力影响较小;随着长细比的增加,构件的破坏模式由局部和畸变屈曲逐渐转为整体屈曲,构件的承载力随之降低。此外,根据参数分析结果考虑了长细比和螺钉间距对组合效应的影响,对整体屈曲控制单肢受弯构件的直接强度公式进行了修正。

砂土充填大理岩节理的剪切强度经验公式

为研究砂土充填对节理抗剪强度的影响,利用GCTS(RDS-200型)岩石剪切测试系统对4种不同摩擦系数砂土充填的粉晶大理岩节理进行了直剪试验。结果表明:相同法向应力下,未充填节理的峰值剪切应力大于充填节理的峰值剪切应力,说明砂土的存在降低了节理的剪切强度;由节理面三维形貌参数最大谷深vS表征节理面粗糙程度,得到了未充填节理的峰值剪切强度公式,公式预测值与试验值基本吻合;得到了用充填砂土摩擦系数表达的充填节理峰值剪切强度公式,公式预测值与试验值较为吻合。研究结论对充填节理岩体稳定性评价具有一定指导意义。

红石河水库枢纽区膨胀土饱和度对抗剪强度的影响

膨胀土遇水膨胀失水干缩,对工程构筑物危害巨大,以云南省瑞丽市畹町经济开发区红石河水库枢纽区膨胀土为试样土,通过一系列不同饱和度的原状土和重塑土直剪试验发现,随着饱和度的增大,膨胀土的剪切强度、内摩擦角和粘聚力均逐渐降低,但剪切强度和粘聚力的降低趋势较内摩擦角更加明显,且当饱和度逐渐增大时,内摩擦角的降低趋势逐渐减缓最终趋于稳定,同时原状土对外部因素的敏感性低于重塑土。土体的力学特性是土体内的矿物种类、矿物含量、水分及土体内部结构等综合作用的结果,并据此提出了一个考虑水分和土体自身性质的剪切强度计算模型,对比计算结果与试验结果,验证了该模型的有效性。研究成果可为类似工程提供参考依据。

某水电站工程岩体裂隙面抗剪强度研究

水电站工程技术研究中,岩体裂隙抗剪强度参数是岩体稳定性非常重要的参数之一.以某水电站工程为例,为了提供工程边坡和地下洞室围岩岩体稳定性研究所需的裂隙抗剪强度参数,采取钻孔微新状岩体裂隙面芯样,进行室内直剪试验,并据Barton经验公式估算,对此两种方法结果对比分析.试验结果表明,Barton经验公式对平直稍粗糙型裂隙面抗剪强度参数估算结果与室内直剪试验结果基本一致,但对稍起伏稍粗糙型裂隙面抗剪强度参数估算结果与室内直剪试验结果偏差较大,分析认为该经验公式不适用于对高法向应力状态下JRC值偏大的硬性裂隙面抗剪强度的估算.

岩石–混凝土界面峰值剪切强度经验公式试验研究

为研究岩石-混凝土界面剪切承载能力与岩石和混凝土力学特性的关系,采用劈裂法制取细砂岩、粉晶大理岩、花岗岩和粗晶大理岩非规则节理试样,使用三维形貌扫描仪获取岩石节理形貌参数后,在岩石节理表面浇筑混凝土制成岩石-混凝土界面试样。采用RDS-200岩石节理剪切试验系统,开展不同法向应力下岩石-混凝土界面直剪试验。结果表明:整体上岩石-混凝土界面和混凝土节理峰值剪切强度都随法向应力增大而增大,同一法向应力下前者增大速率始终大于后者;界面峰值剪切强度平均值与界面峰前剪切刚度平均值具有较好的指数关系;随着岩石与混凝土弹性模量之差的增大,岩石-混凝土界面内摩擦角呈线性降低趋势,界面黏聚力呈线性增加趋势,岩石-混凝土界面峰值剪切承载方式由以摩擦承载方式为主逐渐转变为摩擦和黏结共同承载方式,由此提出了符合莫尔-库仑准则形式的岩石-混凝土界面峰值剪切强度经验公式;基于岩石-混凝土界面压缩强度中混凝土壁面分担系数与岩石节理基本摩擦角的幂函数关系,提出新的岩石-混凝土界面压缩强度JCSab的确定方法,建立符合JRC-JCS模型形式的界面峰值剪切强度经验公式。通过岩石-混凝土界面峰值剪切强度计算值与试验值的对比验证,发现提出的2个经验公式能够较好地预测岩石-混凝土界面峰值剪切强度,且参数易于获取,可为工程实践中岩石-混凝土界面峰值剪切强度的估计提供参考。

新旧混凝土黏结面剪切强度的改进计算式

新旧混凝土黏结面的剪切强度是衡量黏结性能的重要指标。采用Z形直剪试验,分析新、旧混凝土强度、粗糙度、界面剂以及黏结龄期对剪切强度的影响,根据试验结果建议实际工程中新混凝土应较旧混凝土强度等级提高一级,粗糙度宜处理至4-6 mm,水泥净浆或掺U型膨胀剂水泥浆作为界面剂较为经济实用,加固黏结期应注重养护,90 d内避免过大荷载。对212组试验结果进行多元回归分析,提出剪切强度改进计算公式,该公式较已有理论公式与试验结果的吻合度更高且离散性更小,可供混凝土加固设计计算时参考采用。

非规则岩石节理峰值剪切试验与强度经验公式研究

为研究常法向应力下岩石节理的剪切强度特性,采用劈裂法制取不规则砂岩、花岗岩节理试样,在借助三维形貌扫描仪获取岩石节理形貌参数后,采用RDS-200岩石节理剪切试验系统,开展不同法向应力下岩石节理直剪试验,基于峰值剪胀角与法向应力、节理形貌和节理抗变形能力的关系,提出不规则岩石节理剪切强度经验公式。研究结果表明:整体上峰值剪切强度、峰值剪切位移和峰前剪切刚度随法向应力的增大而增大;初始剪胀角对峰值剪切强度的贡献随法向应力的增大而降低;由节理三维形貌参数轮廓面积比表征初始剪胀角大小,结合峰值剪胀角与法向应力呈负相关,与凸起抗变形能力呈正相关的分析,构造一个岩石节理峰值剪切强度经验公式,适用于描述不同类型岩石的2类剪切破坏模式。与已有岩石节理峰值剪切强度经验公式相比,新提出的岩石节理剪切强度经验公式预测效果较好,方便用于工程现场不规则岩石节理峰值剪切强度估计。