花岗岩残积土抗剪强度的尺寸效应研究

针对花岗岩残积土原状样、重塑样和剔除粒径大于5mm颗粒的重塑样,分别进行小型、中型和大型3种不同直径试样的三轴固结不排水剪切试验,研究了不同试样尺寸下花岗岩残积土的应力-应变特性,探讨了颗粒大小和试样尺寸对花岗岩残积土应力-应变特性及抗剪强度的影响。研究表明:不同尺寸大小的试样所测定的应力-应变关系相似,但量值大小有差异;存在超粒径颗粒会造成土样的有效粘聚力偏高,有效内摩擦角偏低;当不存在超粒径颗粒时,随着试样尺寸的增加,土样的有效粘聚力增大、有效内摩擦角减小,且其变化趋势具有线性规律,总粘聚力减小、总内摩擦角增大;总体来说,粘聚力变化较大,内摩擦角变化较小。     

密度对砂土应力应变强度特性影响试验研究

针对某级配砂土,对不同密度试样进行常规三轴固结排水剪切试验,探讨了密度对砂土应力应变特性、强度特性的影响。试验结果表明:密度对砂土应力应变的形态影响不大,对试样破坏时的轴向应变有显著影响;砂土试样发生相变时的体积应变受密度影响显著。通过研究密度和围压对变形的影响,定量分析了相变体积应变随相对密实度和围压的变化关系,同时,发现砂土密度对其变形模量影响较大;密度对试样破坏偏应力比影响较大。试样砂土的强度指标总体上随相对密实度增大而增大,但在试验范围内影响有限。对非线性指标φ_0,Δφ,随试样相对密实度变化均可近似用直线表示;D_r每增大0.1,内摩擦角φ增大0.66°。     

花岗岩力学特性温度效应的试验研究

利用MTS815岩石力学试验系统完成了不同温度下的20个花岗岩试样的三轴压缩试验。分析了温度对花岗岩试样的强度特性、变形特性以及破坏特征的影响,能够在实际工程中起到一定的指导作用。试验结果表明:在20 ℃到40 ℃的范围,弹性模量随温度升高而降低,泊松比随温度升高而升高,且变化幅度都较大,但当温度超过40 ℃以后,随温度升高的变化幅度明显降低;随着温度的升高,峰值强度逐渐降低,而且温度对峰值强度的影响随着围压的增加而减弱;内聚力c值随温度升高而降低,内摩擦角φ值随温度升高有升高的趋势,抗剪强度τ_f大致呈线性减小的关系,且随着正应力的升高,温度对花岗岩抗剪强度的影响有减弱的趋势;花岗岩的变形破坏特征在一般条件下表现为典型的弹脆性体特征,但是在较高围压和较高的温度耦合作用下表现为弹塑性变形-累进性破裂-脆性破坏的特征。     

堆石体应力变形的尺寸效应研究

 首先,基于前人的室内试验数据和随机散粒体不连续变形(SGDD)模型数值试验成果分析尺寸效应对堆石体瞬时变形的影响,结果表明：不考虑堆石体蠕变效应时,在相同的应力状态下,大尺寸试样的抗剪强度及抗变形能力均较小尺寸试样有所提高,表现出更“硬”的特点;其次,分别在尺寸为f50 cm×100 cm(颗粒最大粒径为10 cm)和f30 cm×60 cm(颗粒最大粒径为6 cm)的应力式三轴仪上进行堆石体蠕变试验,研究堆石体蠕变的尺寸效应,结果表明,尺寸效应对堆石体蠕变特性的影响显著,大尺寸试样的最终蠕变量明显大于小尺寸试样,而尺寸效应对蠕变速率因子λ的影响并无明显规律;最后,综合分析尺寸效应对堆石体总变形(瞬时变形+蠕变变形)的影响,从总体上看,大尺寸试样的总变形大于小尺寸试样。     

堆石料剪切强度与变形的尺寸效应模拟

堆石料尺寸效应的研究对准确预测土石坝的强度与变形至关重要。但是受室内试验条件的限制,能反映原型足尺级配料试样特征的三轴试验难以开展。通过对10~40 mm粒径范围内的古水玄武岩颗粒进行单粒强度试验,分析了单粒强度的尺寸效应,采用离散元方法对室内三轴试验的强度和变形进行模拟,结果表明采用的模拟方法可以很好地重现室内缩尺级配料的特性。运用相似级配法将模拟的缩尺级配扩展到原型足尺级配料级配,对原型足尺级配料试样的偏应力、体变和轴向应变关系进行模拟预测,同时整理了不同尺寸试样的强度参数。研究成果为由室内缩尺试验参数推演原型足尺级配料试样的强度及变形参数提供了一种可能。     

三轴试验泥岩应力–应变特性分析

0引言在不同应力水平下,随应力变化岩石的变形特性是不同的。对不同的岩石来说,其应力–应变特性又不一样。20世纪50年代以后,岩石力学无论是在试验手段上还是在理论上都有了比较显著的进展。为了研究岩石强度和变形特性及岩石发生破裂的发展过程,利用岩石力学测试系统对圆柱形岩石试件进行单轴或三轴压缩试验是基本手段之一[1,2]。岩石的应力–应变关系很复杂,甚至没有明显的解析表达式。在工程上,根据观测和试验得到的一系列数据采用插值法拟合近似地得到要寻求的函数已经成为一种较普遍和受欢迎的方法[3]。泥岩为泥质结构和泥质胶结,成岩…     

考虑应变率效应的混凝土材料单轴压缩特性尺寸效应研究

为了研究尺寸效应和应变速率对混凝土力学性能和变形能力的影响,对3种尺寸(70、100、150 mm)228个混凝土立方体试块分别在4种应变速率下(10^-5、10^-4、10^-3、10^-2/s),进行了试验研究。试验结果表明:同一应变率下,混凝土峰值应力随着尺寸的增大而减小,混凝土峰值应变随着尺寸增大而逐渐增大,并分析得出应变速率较大时,峰值应变由骨料弹性变形决定;应变速率较小时,峰值应变由水泥凝胶体黏性流动和混凝土裂缝扩展决定。同一尺寸下,混凝土峰值应力随着应变速率的增大而增大;混凝土弹性模量随应变速率的增大也呈现逐渐增大的趋势。指出动态加载下,混凝土弹性模量变化幅值不是一个确定的值,用静态下的弹性模量简单乘以一个放大或折减系数,不能满足计算动态加载下弹性模量的要求。通过线性回归分析,发现混凝土动态弹性模量和应变速率的对数成线性增长关系,对两者关系进行拟合,发现混凝土弹性模量与应变速率的关系曲线与试验结果吻合较好。     

全风化花岗岩的固结排水三轴试验研究

通过对海东线全风化花岗岩原装试样的排水常规三轴试验,分析了该类土样的应力应变关系特点,计算并探讨了抗剪强度值及其随应变发展的变化规律,以及初始切线弹性模量的大小及其与围压的关系。     

节理岩体的尺寸效应及强度特性研究

采用岩体破裂软件RFPA^2D建立相应的试样模型和岩体模型,分析不同尺寸岩石试件在单轴压缩下的变形破坏特性和声发射规律,在此基础上分析隧道模型在不同跨度尺寸效应和节理倾角效应下岩石力学参数变化规律,进而研究节理岩体尺寸效应与隧道围岩力学参数之间的关系。通过对不同试件尺寸的破坏特性分析可知：小试件以横向裂隙和局部剪切破坏为主,大试件则以剪切破坏为主;随着试件尺寸增加,试件抗压强度、峰后强度逐渐减小,尺寸较小的试件出现大数量的声发射个数较多,而大尺寸试件中大数量声发射数出现较少,充分体现了随着试件尺寸的增大,脆性破裂特征越来越明显。对不同跨度及节理倾角隧道模型尺寸效应分析可知：隧道开挖后产生应力集中,出现了“内空收敛”现象,隧道拱顶及拱腰处剪应力值比较大,随着开挖跨度增大,围岩岩体“显得”更破碎,最大剪应力相应增大,拱顶和仰拱先后出现了断裂,节理岩体强度随隧道开挖跨度的增加,逐渐降低,围岩稳定程度变差,当跨度增加到30 m,节理岩体的强度逐渐趋于稳定,研究成果可为节理岩体力学参数的强度确定提供参考。     

三轴应力下塑性混凝土应力应变关系试验研究

通过4组塑性混凝土的单轴和常规三轴压缩应力应变全曲线试验,研究了三轴应力下塑性混凝土应力应变关系.结果表明：在围压作用下,塑性混凝土轴向应力应变曲线与单轴压缩下的曲线差别明显,主要表现为直线上升段很短,曲线上升段较长,无明显峰值点,下降段较平缓.利用割线模量表征塑性混凝土三轴应力下应力应变曲线上升段的主要变形特征,分析了影响割线模量的主要因素,建立了割线模量与围压、单轴抗压强度和弹性模量之间的关系式.研究了塑性混凝土三轴应力下峰值应变随围压、单轴应力下抗压强度及峰值应变的变化规律,并建立了相应的关系式.全面分析了塑性混凝土单轴及三轴作用下应力应变曲线特征,通过归一化处理后,拟合出常规三轴应力下塑性混凝土轴向应力应变关系式.     

泥炭土固结试样尺寸效应及应变计算方法研究

为了研究泥炭土固结试验中的尺寸效应,针对云南不同有机质含量的泥炭土,使用高度为20 mm、25 mm、30 mm、35 mm、40 mm的土样进行了5组共25个一维固结试验。结果表明：泥炭土具有显著的尺寸效应;当荷载较低时,变形量随着试样高度的增大先增大,后逐渐减小或保持稳定,应变随着试样高度的增大先增大后减小,变形量和应变均在试样高度为30 mm时取得最大值;当荷载增大后,泥炭土变形量与试样高度呈线性关系,而应变则保持稳定;建议泥炭土的单向固结试验使用30 mm高度试样。同时,采用回归分析的方法,研究了不同种类泥炭土固结应变与荷载、烧失量、密度、含水率之间的关系,提出了泥炭土的固结应变计算公式,为泥炭土地基的沉降计算提供参考。     

三轴试验泥岩应力–应变特性分析

0引言在不同应力水平下,随应力变化岩石的变形特性是不同的。对不同的岩石来说,其应力–应变特性又不一样。20世纪50年代以后,岩石力学无论是在试验手段上还是在理论上都有了比较显著的进展。为了研究岩石强度和变形特性及岩石发生破裂的发展过程,利用岩石力学测试系统对圆柱形岩石试件进行单轴或三轴压缩试验是基本手段之一[1,2]。岩石的应力–应变关系很复杂,甚至没有明显的解析表达式。在工程上,根据观测和试验得到的一系列数据采用插值法拟合近似地得到要寻求的函数已经成为一种较普遍和受欢迎的方法[3]。泥岩为泥质结构和泥质胶结,成岩时间短,饱和单轴抗压强度低,按工程分类属于软质岩石,当其黏土矿物成分中含有较多的     

高应力下砾石土心墙防渗料应力-应变特性试验

进行了砾石土心墙防渗料在不同应力路径下的饱和固结大型三轴剪切试验,讨论了砾石土心墙防渗料在高应力下的应力-应变关系特性,为砾石土的工程应用提供了依据。     

桂林红粘土不同应力状态下的强度特性分析

通过对桂林原状红粘土试样进行固结不排水三轴剪切试验,分析桂林红粘土在不同应力状态下应力应变关系,其结果表明：桂林红粘土土样剪切破坏时以塑性破坏为主;在不同的围压下,其初始模量都较大;土样的剪切破坏面并非呈一个平面,而是一个曲面。     

单调轴压荷载下考虑尺寸效应的FRP加固混凝土圆柱应力-应变关系

为了研究尺寸效应对纤维增强复合材料（FRP）加固混凝土圆柱轴压性能的影响,在修正尺寸效应律公式的基础上,推导了反映尺寸效应的FRP加固混凝土圆柱的极限强度计算公式,提出了简化的应力 应变模型,并与收集到的各国试验结果进行了比较。研究结果表明:模型计算结果与试验结果吻合较好;该模型能够反映尺寸效应对极限强度的影响。     

中低应变率范围内花岗岩单轴压缩特性的尺寸效应研究

 利用变频动态加载岩石力学试验系统对直径为50 mm,长度分别为50,75,100,125 mm的花岗岩试样进行中低应变率范围内的加载试验。研究结果表明：(1) 试样强度具有显著的应变率依赖性,随着应变率增大,压缩强度近似以乘幂关系增大。(2) 静载和准动态加载条件下,岩石强度基本上随试样长度的增加而减小。(3) 不同应变率加载条件下,直径为50 mm的试样,长径比不小于2时,方能取得基本稳定的试验结果。(4) 峰值应变随试样尺寸的增大逐渐减小。(5) 割线模量E50和线性段弹性模量Et随试样尺寸的增大而增大,且Et＞E50。(6) 破裂形式具有显著的应变率效应,随着应变率的增高,破碎程度加大;其尺寸效应则表现为：应变率 ＜10－3 s－1时,随着尺寸的增大,破裂形式表现为劈裂–锥形破裂–剪切破裂的过程;应变率 ＞10－2 s－1时,破裂形式则直接由锥形破裂变为剪切破裂。     

岩石动态强度及其应变率灵敏性的尺寸效应研究

采用波长与岩石试件长度成比例的半正弦应力波加载方式,对长径比为0.5、直径分别为22,36,75 mm的花岗岩、砂岩和石灰岩试件进行不同应变率条件下的SHPB试验.试验结果表明:岩石动态强度随着应变率的增高近似以乘幂关系增大,呈现较强的率依赖性;试件尺寸越大,岩石动态强度对应变率依赖的灵敏性越显著,所测得的岩石动态强度离散性越小;在相同的应变率加载条件下,岩石动态强度随试件尺寸的增大而增加,与静载条件下岩石强度的尺寸效应相反;岩石动态强度的尺寸效应随着应变率的降低而减弱,并由此推断存在一个临界应变率对应着岩石尺寸效应的消失.低于临界应变率时,静载的尺寸效应占主导地位;高于临界应变率时,动态的尺寸效应占主导地位.