不同粒度砂岩力学和渗透特性试验研究

为探讨砂岩粒度对力学行为和渗透特性的影响,利用MTS815 Flex Test GT岩石力学试验系统,对取自同一工程的粗粒砂岩、中粒砂岩和细粒砂岩进行常规三轴试验和三轴压缩全过程渗透试验。研究表明:随着粒度减小,砂岩抗压强度及抗剪强度参数c和φ均增大;渗透水压作用下砂岩强度降低5.15%~24.66%。渗透率变化规律与变形变化特征呈阶段对应:线弹性阶段砂岩内部孔隙被压密,渗透率降低;弹塑性阶段渗透率先是缓慢增加然后急剧上升,在峰后达到最大值;峰后继续破坏阶段渗透率又呈逐渐降低特征。相同粒度砂岩的渗透性随围压增加而降低,且不同围压下渗透率可拟合成线性函数;相同围压下不同粒度砂岩渗透率整体特征表现为:粗粒砂岩渗透率K约为中粒砂岩的105倍,中粒砂岩渗透率K约为细粒砂岩的10倍。     

硫酸盐渍土的力学和细观特性试验研究

通过对粉土质砂硫酸盐渍土的CT-三轴剪切试验,得到了硫酸盐渍土的应力-应变关系和剪切过程中试样的CT图像.分析表明:试样表现出明显的剪缩特性;试样均呈塑性破坏;随着围压增加,其应力—应变性状由理想弹塑性过渡到应变硬化;含盐率对盐溃土的强度和变形影响明显,随着硫酸钠的增加,硫酸钠的溶解和降温结晶都会造成土体干密度减小,引起强度降低;含盐率较高时,试样在剪切初期会出现压密阶段.对CT图像的分析表明:随着三轴剪切试验的进行,试样趋于密实和均匀;相同含盐量条件下,CT数均值同体变线性相关性明显.     

加筋材料改良黄土强度特性的试验研究

对土工格栅加筋重塑黄土进行三轴固结不排水剪切试验,探讨了加筋层数与加筋方式对黄土强度特性的影响.试验结果表明,黄土试样在经过水平加筋后强度提升,倾斜加筋后强度下降.水平加筋时,土样强度会随着加筋层数的增多而增加,存在一个最优加筋层数(间距),当超过这一加筋层数时,土体强度改善效果不明显;倾斜加筋时,加筋角度为0°时,黄...     

粗粒土路基的力学特性试验研究

以实际工程为依托,通过室内大型三轴试验研究了巨粒土的剪切特性.结果表明,水对巨粒土的剪切特性有重要影响;应力～应变曲线表现为弱应变软化型或应变硬化型,其形态主要取决于围压的大小;粗粒土具有明显的剪胀和剪缩特性,抗剪强度随着应力水平变化,呈现出非线性特征.     

级配碎石力学特性试验研究

通过级配碎石的CBR试验、重复动三轴试验,研究了级配指数n值和最大粒径Dmax对级配碎石最大干密度的影响,以及影响连续级配碎石CBR值和回弹模量的因素,结果表明：n值的变化对级配碎石最大干密度的影响程度要大于最大粒径变化的影响;影响连续级配碎石CBR值的因素主要有n值和最大粒径;影响级配碎石回弹模量的因素主要有应力状态、含水量等。     

高纬度林区软土的低温力学特性试验研究

为了研究高纬度林区低温情况下软土的力学特性,以大兴安岭地区呼玛县淤泥质软土为试验对象,通过温控三轴仪进行不同负温下的不固结不排水试验,以及采用改装后的温控固结仪进行不同温度下的固结试验,试验结果表明,淤泥质软土的剪切峰值、黏聚力、摩擦角及弹性模量均随着试验温度的升高而出现下降趋势,并且在-2～-1℃之间变化最为明显;温...     

黄土边坡开挖卸荷力学响应研究分析

坡体开挖会对土体产生扰动,从而影响其力学性能和稳定性,导致边坡发生破坏。文章通过开展常规三轴试验和卸载三轴试验,研究边坡力学响应特征。结果表明：在三种干密度下,土体的应力应变曲线均呈先增大后减小,最后趋于平稳的趋势。受剪切的前期,土体主要为强化阶段,随时间的增加,土体为软化阶段。不同干密度土体的σ1-σ3最大峰值均集中于应变为1%～2%时,此时试验试样发生破坏,发生失稳现象。当进行常规三轴试验时,σ1-σ3最大值受干密度与围压影响较小。当进行卸载三轴试验时,其σ1-σ3最大值与干密度和围压存在相关关系。常规三轴试验的黏聚力大于卸载三轴试验的黏聚力。常规三轴试验的孔压整体大于卸载三轴试验的孔压。常规三轴试验达到孔压最大值的应变值小于卸载三轴试验。且常规三轴试验达到孔压最大值后,其孔压增长趋势稳定,而卸载三轴试验孔压仍继续增大。     

纤维土的力学特性试验研究

通过室内固结试验和三轴试验,探讨了纤维长度及纤维土配合比对纤维土压缩性和抗剪强度的影响.结果表明:合理的纤维掺入会减小土体的压缩性;与素土相比,纤维土的抗剪强度有所提高,纤维的掺入对土体的内摩擦角和黏聚力均有影响,且随纤维长度和配合比的增加,土体黏聚力的增长更为显著.     

土工布加筋土的三轴蠕变试验研究

 基于自行研发的大尺寸三轴蠕变试验仪,开展不同围压、加筋层数的素土和加筋土的三轴蠕变试验,得到不同偏应力、不同加筋层数下土体的蠕变特性和加筋对土体加固的机制,提出一种可以描述加筋土“应力–应变–时间”关系的PH经验模型,得到所获取的模型参数与加筋层数和偏应力的关系;并基于Burgers元件模型,建议一种加固效果系数来评价加筋前后对土体刚度的影响程度,结果表明：随着加筋层数的增加,其加筋效果呈线性增加,与高填方工程中以增加压实度的方法来减小工后变形相比,在填料中增加筋材具有更佳效果。     

堆石料湿化变形特性试验研究

针对堆石料的湿化变形特性研究是堆石体应力应变分析的一个重要问题,在三轴试验的基础上,对某工程堆石料湿化变形与应力应变关系进行了初步探讨与分析,得出了堆石料湿化变形规律。     

Effects of natural zeolite and sulfate ions on the mechanical properties and microstructure of plastic concrete

One of the strategic materials used in earth-fill embankment dams and in modifying and preventing groundwater flow is plastic concrete (PlC). PlC is comprised of aggregates, water, cement, and bentonite. Natural zeolite (NZ) is a relatively abundant mineral resource and in this research, the microstructure, unconfined strength, triaxial behavior, and permeability of PlC made with 0%, 10%, 15%, 20%, and 25% replacement of cement by NZ were studied. Specimens of PIC-NZ were subjected to confined conditions and three different confining pressures of 200, 350, and 500 kPa were used to investigate their mechanical behavior and permeability. To study the effect of sulfate ions on the properties of PlC-NZ specimens, the specimens were cured in one of two different environments: normal condition and in the presence of sulfate ions. Results showed that increasing the zeolite content decreases the unconfined strength, elastic modulus, and peak strength of PlC-NZ specimens at the early ages of curing. However, at the later ages, increasing the zeolite content increases unconfined strength as well as the peak strength and elastic modulus. Specimens cured in the presence of sulfate ions indicated lower permeability, higher unconfined strength, elastic modulus, and peak strength due to having lower porosity.     

钢筋混凝土柱轴心受压性能尺寸效应的大比尺试验研究

现行混凝土结构设计方法是基于小尺寸构件的试验研究建立起来的,但混凝土结构存在尺寸效应现象,由此导致其对于大尺寸构件设计的科学性与合理性有待进一步研究。使用北京工业大学结构试验中心的40000kN多功能压力机,进行钢筋混凝土柱轴心受压性能尺寸效应的大比尺试验研究。按照相似关系设计3组正方形截面钢筋混凝土柱试件,其几何尺寸分别为:200mm×200mm×900mm、400mm×400mm×1800mm、600mm×600mm×2700mm。在试验基础上,对比分析各试件的破坏特征、极限承载力、应力-应变曲线。结果表明,在一定的尺寸范围内,随着钢筋混凝土柱几何尺寸的增加,其按现行规范计算公式所得承载力值更接近相应的试验实测值,即承载力计算公式的可靠性降低;钢筋混凝土柱轴心受压的峰值应变随其几何尺寸增大而减小。     

砂质黏性紫色土渗透特性试验研究

土的渗透特性反映土体透水能力,是土壤水蚀模型的重要参数和评估水土流失效应的重要指标。利用多功能三轴仪对重庆地区典型砂质黏性紫色土进行模拟自然界下不同降雨强度和不同覆土深度处的渗透试验,分别研究了渗透压、围压及覆土压力等因素对土体渗透特性的影响规律。结果表明:试验范围内的不同渗透压下砂质黏性紫色土的渗透系数处于相同数量级;围压对土体的渗透系数有显著的影响,但随着围压逐渐增大,土体渗水能力的降低梯度逐渐减小;覆土压力增加,土体的渗透系数减少,相同状态下围压越小,覆土压力对土体渗透系数的影响效果越明显;随着覆土深度的增加,砂质黏性紫色土的渗透系数迅速降低。研究可为地基处理、滑坡机理分析及水土流失防治设计等提供参考。     

混凝土三轴压力学性能研究现状

基于普通混凝土和钢纤维混凝土常温单调比例加载下的三轴试验研究,较为系统地介绍了混凝土三轴压试验的研究内容和试验方法,对比分析了两种混凝土的破坏形态、强度、变形等特性,对混凝土破坏准则和本构关系进行了简要论述,根据混凝土三轴试验中存在的问题,提出进一步研究的方向,为混凝土材料的深入研究提供基础。     

岩石加卸载变形特性及力学参数试验研究

通过加载和卸载两种力学状态的全过程应力-应变试验 ,揭示了岩体在加卸载时变形特性的差异 ,并结合试验结果 ,引入损伤力学概念 ,推导不同岩性岩石的损伤演化方程。     

Rockburst characteristics of several hard brittle rocks:A true triaxial experimental study

Rockburst is a typical rock failure which frequently threatens both human life and construction equipment during highly stressed underground excavation.Rock lithology is a control factor of rockburst.In this paper,rockburst tests were conducted on rectangular prismatic specimens of six types of intact hard brittle rocks,i.e.granodiorite,granite,marble,basalt,sandstone and limestone,under one-free-face true triaxial loading conditions.With the use of high-speed cameras,an acoustic emission(AE)system and a scanning electron microscope(SEM),rockburst of different rocks was investigated.The results show that the strainbursts of granodiorite,granite and marble were accompanied by tensile splitting near the free face,and consequently were relatively strong with a large amount of fragment ejection and kinetic energy release.For basalt,sandstone and limestone,failure was primarily dominated by shear rupture.The strainbursts of basalt and sandstone were relatively small with minor fragment ejection and kinetic energy release;while no burst failure occurred on limestone due to its relatively low peak strength.Rock strength,fracturing and fragmentation characteristics,and failure modes of different rocks can significantly affect rockburst proneness and magnitude.The AE evolution coupled with SEM analysis reveals that the differences in the inhe rent microstructures and fracture evolution under loading are the primary factors accounting for different rockbursts in various rock types.     

云母石英片岩片理面力学特征试验研究

云母石英片岩的矿物成分和微观结构决定了其各向异性特征,通过铸体磨片和电镜扫描试验,获得了云母石英片岩的矿物组成和微观结构特征;通过三轴剪切试验,获得了微风化岩样片理面力学参数;通过强风化和中风化岩块的点荷载试验,结合强风化岩样的片理面剪切试验,得出了强风化和中风化岩样的片理面力学参数;按照材料力学理论,采用片理面力学参数计算得出岩样的最小单轴抗压强度,进而计算得出岩样的各向异性系数;以垂直片理面的抗压强度作为计算依据,计算得出岩样的风化系数,进而总结出岩样的各向异性系数与风化系数的关系,揭示了风化过程中片理面力学特征的变化规律。     

钢管混凝土本构关系研究探讨

介绍了研究钢管混凝土本构关系的重要性及复杂性,综述了其研究现状,通过分析和总结得出最现实和合理的办法是进行试验测定,但是考虑到试验测定的局限性以及可能的试验误差,理论计算方法作为试验测定的补充手段具有重要的意义。