点荷载试验在防波堤护面石质量控制中的应用

依据国际岩石力学学会(ISRM)点荷载强度试验标准,通过对加纳特码CHEC石场片麻岩试样进行纵波波速试验、岩石点荷载强度及单轴抗压强度试验,确定了片麻岩单轴抗压强度与点荷载强度之间的线性回归方程及片麻岩各向异性指数,可依据回归方程由点荷载试验结果较为准确地估计岩石单轴抗压强度,为快速筛选防波堤用合格护面石提供技术建议。     

点荷载强度试验研究及其在岩石强度分级上的应用

本文对19组岩样的800个试件进行了点荷载、单轴压缩和直接拉伸试验,对点荷载作用下岩石试件的破坏机制进行了观察和分析,认为点荷载强度I_s(50)是岩石材料拉压强度的综合反映,不同岩样的I_(s(50))与其单轴抗压强度σ_c及直接抗拉强度σ_t之间,一般不存在一一对应的关系。研究了压头贯入量对I_(s(50))的影响,提出了“视贯入量”和“真贯入量”的概念,提出了直接用I_(s(50))进行铁路岩石强度分级的标准。本文还对点荷载试验的可信度以及含水量、加载速率、压头与试件表面接触点的选择对I_(s(50))的影响进行了探讨。     

多功能便携式点荷载仪的研制

岩石力学参数的测试是岩体工程建设与研究的基础,一直以来点荷载试验被认为是现场测定与估算岩石单轴抗压强度的最佳方法。针对现有点荷载仪器笨重、使用率低等不足,研制了多功能便携式点荷载仪。文章由工程实际出发,介绍该仪器的设计思路及理论依据,利用岩石试件的尺寸效应来达到缩小仪器加载系统仍能满足测试的要求,同时对其外观、测量、数据采集系统进行优化设计,使其能够自动获取试验数据,减少人工误差。对比仪器的主要技术参数,该仪器具有体积小、重量轻等特点,满足工程现场对仪器便携化的要求。最后利用此仪器分别对闪长岩、石英片岩、大理岩进行了点荷载试验,并依据规范方法估算岩石单轴抗压强度,试验结果验证了该仪器的可行性与可靠性,证明了该仪器用于工程的适用性。     

干湿循环作用下充填节理岩石压缩特性

为探明干湿循环作用对充填节理岩石压缩力学强度与变形破坏特征的影响，人工制备多种不同充填物的节理岩石试样，对其进行0(全程干燥)、1、5、10、15、20次干湿循环预处理，使试样产生一定的累积损伤；在此基础上，对充填节理岩石试样进行静态单轴压缩试验和动态冲击试验，并在动态冲击试验过程中借助高速摄像机观察充填节理岩石的冲击破坏特征。研究结果表明：随着干湿循环次数的增加，充填节理岩石的静态和动态抗压强度不断降低，且降低幅度逐渐变小，20次干湿循环作用后岩样的静态和动态抗压强度总劣化度均为20%～30%;通过拟合发现岩样的动态抗压强度降低规律符合指数函数分布；随着干湿循环次数的增加，静态破坏模式由劈裂破坏逐步发展为剪切破坏，动态冲击中充填节理岩石破碎程度和充填节理层粉碎飞溅程度加剧，验证了干湿循环作用会严重影响充填节理岩石的变形破坏特征和动态抗冲击能力；应力波透射系数随干湿循环次数的增加而不断降低，20次干湿循环作用后岩样的应力波透射系数降低了约10%,说明干湿循环作用对应力波传播能力造成了显著影响。     

基于支持向量机的岩爆模式识别及预测

采用支持向量机,运用分析国内、外工程岩爆数据,以岩石单轴抗压强度与单轴抗拉强度的比值、洞室围岩的最大切向应力与岩石单轴抗压强度比值及弹性能量指数作为评判指标,对典型岩爆进行模式识别即分类,并进行了预测.试验结果表明,该预测方法具有较高的准确率,较好地解决了小样本及非线性等实际问题.     

基于PFC3D的点荷载试验数值模拟

依托山西中部引黄工程TBM 2标,研究岩石尺寸效应对点荷载强度的影响,进行现场点荷载试验和室内单轴压缩试验.利用离散元数值模拟软件PFC3D建立点荷载试验数值模型,模拟点荷载加载全过程,模型由岩体和上下加载锥头构成,岩块的长×宽×高约为90 mm×70 mm×30 mm,数值模拟得到的点荷载强度与现场试验获取的点荷载强...     

基于点荷载的山皮石强度研究

山皮石作为路基材料时具有强度高、透水性好、价格低廉的优势。对山皮石试样分别进行天然、饱和状态下的点荷载试验,基于点荷载试验对山皮石的强度进行分析,讨论了饱和对山皮石强度的影响。结果表明：山皮石强度离散型较大但整体强度较高,试样中有75%的强度达到38.9MPa以上;山皮石强度随截面面积的增大先增大后减小,截面面积在1500m²左右时强度较高;山皮石的软化系数一般小于0.75,属于易软化岩石。     

裂隙制作方式及充填情况对表面裂隙扩展规律的影响

利用试验方法研究了节理岩体中表面裂隙不同制作方式及充填情况对表面裂隙扩展规律的影响。在试件制作过程中采用预埋聚酯薄膜片、预埋薄铝片及切割等方法制作了表面裂隙。随后对试件进行了单轴压缩实验,试验结果表明,利用预埋薄膜片和切割形成的表面裂隙能够较好地模拟自然界节理岩体的天然裂隙,但是预埋薄铝片形成表面裂隙的试件在单轴压缩试验过程中并不能从预制裂隙处起裂和贯通,因此预埋薄铝片形成的表面裂隙并不能很好地模拟节理岩体中的天然裂隙。在切割形成的表面裂隙中放置聚酯薄膜片和薄铝片以模拟2种不同的充填物,通过与不含充填物的表面裂隙的扩展情况比较,含充填物的表面裂隙的起裂强度和贯通强度会更高。     

大理岩细观破坏行为的实时观察与分析

在配置高精度单轴拉伸－压缩加载台的扫描电子显微镜（ＳＥＭ）上,对大理岩试样在单轴压缩荷载条件下所出现的细观变形和强度特性进行实时、动态的观察与研究,阐述大理岩初始细观组构及尖力水平对裂纹产生、扩展方式的影响和其细观破坏过程的力学行为与宏观力学性能的关系。并介绍了用于ＳＥＭ下单轴压缩荷载实验的岩石试样的制备方法和实验技术。     

非共面双裂隙层状岩石破坏特征及工程应用

为了研究层状岩石在预存裂隙作用下的破坏机理,基于颗粒离散元理论,构建能反映岩石各向异性特征的数值模型. 基于该模型,系统研究了含非共面双裂隙层状岩石在单轴压缩条件下裂纹的产生与演化规律,并揭示了双裂隙层状围岩中隧道开挖后岩体的破坏模式. 研究结果表明:存在预制裂隙的岩石,其抗压强度值小于相同条件下的完整岩石,但岩石强度与层理面倾斜角度的关系曲线仍呈U形分布;竖向加载时,试样的破坏形态同层理面倾斜角度（β）与预制裂隙倾斜角度（α）间相对大小有关. 当β < α时,岩石的破坏受预制裂隙控制;当β > α时,岩石的破坏可分为预制裂隙与层理面共同控制与层理面控制两类;隧道围岩的细观破坏模式也与β、α的相对大小有关,但破坏区域均集中在洞周两侧垂直于层理面的一定范围内.      

混凝土含水率对强度影响的试验

通过浸泡时间不同,改变混凝土试块的含水率,测试不同混凝土试块的含水率,并研究含水率变化对试块抗压强度影响的规律.研究表明：混凝土标号越高,饱和含水率越小;试块的面积体积比越小,饱和含水率越小;含水率未达1%时,属于表面吸水,对试块的抗压强度影响不明显;同样标号的混凝土试块,其测试抗压强度随着含水率的增高而降低,自然养护的试块,其测试抗压强度随着含水率的增大下降的速度大于标准养护试块.     

装配式空心板桥改进型铰缝结合面受力性能

为了改进装配式空心板桥横向受力性能,设计了在铰缝结合面上利用连续钢板代替间断钢筋和改进铰缝结构与填充材料的2种铰缝改进措施,采用局部模型试验计算了铰缝结合面的法向和切向强度,提出了采用间断钢筋和连续钢板的铰缝结合面抗弯、抗剪承载能力计算公式。研究结果表明:局部模型试验值与公式计算值的误差不超过10%,表明所提出的抗弯、抗剪承载能力计算公式可以准确地计算采用连续钢板的铰缝结合面承载能力;未采用结合面钢筋的深铰缝,结合面法向强度为1.29 MPa,为弱侧混凝土轴心抗拉强度的39%,结合面切向强度为0.45 MPa,为弱侧混凝土轴心抗压强度的1.5%;采用间断钢筋和连续钢板的铰缝结合面法向强度较未采用结合面钢筋的铰缝分别提高了98%和73%,结合面切向强度分别提高了71%和78%;普通混凝土浅铰缝结合面法向强度为1.30 MPa,为弱侧混凝土轴心抗拉强度的40%,结合面切向强度为0.33 MPa,为弱侧混凝土轴心抗压强度的1.1%;采用UHPC填充深、浅铰缝的结合面法向强度较普通混凝土填充深、浅铰缝分别提高了13%和21%,结合面切向强度分别提高了64%和94%。      

劲性钢筋混凝土短柱受剪承载力试验

本文根据１６根劲性钢筋混凝土短柱的试验结果，利用累加方法对劲性钢筋混凝土短柱斜截面受剪承载力进行了，提出了较为实用的计算公式。     

水泥搅拌砂土强度特性及影响因素研究

兰州至中川机场铁路工程沿线大多地段为饱和黄土地基,设计采取水泥土搅拌桩复合地基加固;该线部分地段饱和黄土地基中含有呈透镜状分布的砂土.对水泥搅拌砂土在不同的水泥和粉煤灰(以下简称"二灰")掺合比、养护龄期、搅拌均匀程度下进行强度特性试验研究,分析了水泥搅拌砂土无侧限抗压强度的变化规律.试验表明:水泥搅拌砂土无侧限抗压强度随二灰掺量的增加而增加,二灰掺入量从7%增加到20%水泥搅拌砂土的无侧限抗压强度增长了160.1%;随养护龄期的增加而增大,7~28d增长较快,28d以后仍有较大程度的增长,龄期90d抗压强度与28d强度有较好的相关性,可以用28d强度预测90d强度,缩短试验周期;随着搅拌均匀程度的提高,水泥搅拌砂土的无侧限抗压强度显著增大,搅拌非常均匀的试件无侧限抗压强度比搅拌极不均匀的试件增长了238%~263%.     

冲击荷载作用下饱和粉土变形和强度试验

围海造地是解决土地紧张的有效途径,其中对软弱吹填土地基进行有效加固处理是围海造地的关键．结合强夯法加固饱和粉土地基的工程实例,通过MTS动三轴试验研究强夯冲击荷载作用对饱和粉土的变形和强度特性的影响．通过动三轴试验采用不同的围压、冲击次数和冲击能量对饱和吹填粉土进行动力固结,结合静三轴试验对比分析了不同的冲击荷载作用后试样强度的变化特征．结果表明：冲击次数和冲击能量是影响饱和粉土地基加固效果的重要因素,存在一个最佳的夯击方式,在该方式下强夯的效果最好．     

预裂型水泥稳定碎石强度与温缩特性机理仿真

针对水泥稳定碎石材料易产生裂缝,从而降低路面使用寿命这一问题,基于粗集料预处治技术提出了一种预裂型水泥稳定碎石材料改良思路;通过对水泥稳定碎石中一定比例的粗集料进行预处治,使其表面裹附一层新的物质,从而形成新的界面,分散了收缩过程中降低开裂对材料整体均一性的影响,继而仿真分析了这种新型材料的强度特征和温度收缩裂缝发展的内部机理;基于离散单元法建立了预裂型水泥稳定碎石仿真模型,并分别开展了虚拟无侧限压缩试验和有限制梁温度收缩开裂试验。研究结果表明：在假设预处治粗集料仅影响粗集料界面强度的前提下,试件的无侧限抗压强度与界面强度比和预处治粗集料替换比这2个关键参数之间呈现出良好的线性相关性,可通过回归公式进行计算与预测;当界面强度比大于40%时,预处治粗集料替换比的增加仅会降低材料的强度而不能避免局部贯穿裂缝的产生;当界面强度比小于40%时,随着预处治粗集料占比的增加,试件在收缩过程中产生的裂缝由局部贯穿宽裂缝转变为均匀分布的微裂缝,从而保证了材料在收缩开裂后的整体均一性;当界面强度衰减至未处治材料的30%以下,且预处治粗集料替换比大于30%时,可有效减少试件内部贯穿裂缝的产生,从而缓解了水...     

从水泥浆的触变性研究成型时间对砂浆强度的影响

对无流化剂大流动性砂浆内部晶体结构影响试件强度作了部分分析 ,通过试验结果验证得出大流动性砂浆内部水化结晶过程中 ,由于晶体结构的破坏而出现粘性变化 ,同时表现为砂浆短期抗压强度的相应改变     

混凝土空心墩塑性铰区抗剪计算模型比较分析

准确评估空心墩塑性铰区的抗剪能力是高墩大跨桥梁抗震设计的重要内容.目前国内外规范中并未明确给出空心墩的抗剪计算模型,规范中已有的实心墩抗剪公式能否直接应用、其它文献中实心墩或空心墩抗剪强度计算方法的适用性等均有待深入研究.为此,基于25个发生剪切或弯剪破坏的空心墩试验数据,分析塑性铰区抗剪能力的影响因素,并将抗剪强度试...     

重复荷载作用下砂土永久变形预估模型

为预估路基的永久变形,在万能材料试验机上对砂土进行了重复加载动三轴试验,得到了砂土永久变形的发展曲线,建立了塑性应变和荷载作用次数之间的关系式,使用最小二乘法拟合出该式中的系数与含水量和回弹模量之间的回归公式,并对回归公式进行了可靠性分析。当荷载作用次数为10000次时,现有路基土永久变形模型预估结果与试验结果相对误差最小为52%,最大高达376%;而系数与含水量和回弹模量之间的回归公式相关系数最小值为0·31,平均值为0·41,大于临界值0·28,试验曲线与理论曲线相关系数大于0·99。分析结果表明:建立的砂土永久变形预估公式可靠性较高,而现有预估模型不适用于砂土。