硬石膏岩浸水后单轴抗压强度变化规律试验研究

硬石膏质岩浸水后生成二水石膏,岩石内部孔隙被结晶水填充导致强度发生变化。为研究硬石膏质岩浸水后抗压强度与硬石膏含量、硬石膏水化率的关系,在实验室内对106块不同含量的硬石膏岩试件进行了浸水后的室内单轴抗压强度试验,试验结果揭示:在不同水化率条件下,岩石试件的单轴抗压强度与试件硬石膏含量的关系不能用统一的函数形式进行描述,其中,岩石的水化率0.65～0.7,0.8～0.84的前后其单轴抗压强度函数曲线发生较大变化;不同硬石膏含量时,岩石单轴抗压强度与硬石膏水化率的函数曲线呈下凹曲与上凹两种形态,这两种形态曲线的变化拐点出现在石膏含量0.64～0.78间;岩石单轴抗压强度与硬石膏含量、硬石膏水化率三者在空间上呈现"飞鱼"状的不规则曲面关系,其中在水化率为0、水化率大于0.8和石膏含量大于0.7、水化率为0.5～0.7和硬石膏含量0.6～0.65这3处位置的岩石单轴抗压强度属于高势区;岩石水化率为0.35～0.45和水化率0.2～0.6,石膏含量0.7～1及水化率大于0.75,石膏含量小于0.6,这3处位置的单轴抗压强度为低势区。硬石膏岩水化反应是一项十分复杂过程,水化后的岩石强度受控于水化程度和石膏含量两因素。     

四川盆地红层路堑岩质边坡天然单轴抗压强度和软化性的对比分析

本文通过室内物理力学性质试验对四川盆地红层岩石的强度特点进行对比分析。采用数据对比、曲线拟合等方法分析了岩性、地层形成年代和天然含水率等自然因素对红层岩石天然单轴抗压强度的影响。并以饱和单轴抗压强度相较于天然单轴抗压强度的降低比例作为红层岩石软化性的衡量因素,分析了岩性、地层形成年代和天然含水率等对红层岩石软化性的影响。最后结合红层岩石的强度特点,提出红层岩质路堑边坡的防治措施。     

大兴安岭人工冻土抗压抗剪强度试验研究

冻土的抗压强度与抗剪强度是计算多年冻土区冻土地基的极限强度以及计算受外界荷载作用时冻土体稳定性的依据。为研究中国大兴安岭多年冻土区典型土样在负温条件下的力学性质,通过对大兴安岭多年冻土区典型土样在不同负温、不同含水率条件下进行抗压强度和抗剪强度试验,基于试验结果进行分析得到:冻结土体抗压强度随含水率的增加呈现出先增大后降低的变化规律,随着温度的下降而增大;冻结土体的粘聚力c和内摩擦角φ随着含水率的增加而减小,随着冻结温度的降低而增大;在相同负温条件下,大兴安岭多年冻土区低液限粉土的抗压强度与抗剪强度大于低液限粘土,低液限粉土单轴抗压强度在含水率为19%左右时达到最大,低液限粘土单轴抗压强度在含水率为22%左右时达到最大,且其二者的内摩擦角均小于25°。     

石膏质岩膨胀特性的试验研究

石膏质岩分布广泛,其膨胀特性对公路隧道支护结构的设计影响巨大。为了研究石膏质岩的膨胀特性,以宜巴高速公路凉水井隧道区出露的石膏质岩为研究对象,通过硬石膏岩粉末进行模拟研究,分别开展了自由膨胀率、膨胀率及膨胀力试验,在此基础上分析了石膏质岩膨胀特性的影响因素。     

不同湿度膨胀土无侧限抗压强度随冻融循环的演化规律

为研究膨胀土无侧限抗压强度随初始湿度状态和冻融循环次数的变化规律及其内在机理,以棕红色弱膨胀性膨胀土为研究对象,压实系数0.9为密实度控制指标,分别配制初始含水率为20%,23%,26%的膨胀土试样,采用-15,20℃为冻结、融化边界温度,将制备好的试样放入冻融循环试验箱进行冻融循环作用。利用全自动三轴仪对经过不同冻融循环次数后的膨胀土试样进行无侧限抗压强度试验。结果表明:压实度为0.9的膨胀土应力应变曲线存在由最优含水率条件下的"软化型"向高含水率状态下的"硬化型"转变趋势;随冻融循环次数的增加,土体应力应变关系曲线呈梯度性向应变横轴靠拢收缩;膨胀土无侧限抗压强度随着冻融循环次数的增加而迅速衰减,且衰减幅度随着初始含水率的增加而增大;经过10次冻融循环后膨胀土的剩余无侧限抗压强度分别仅为其未冻融土体强度的55%(w=20%)～31%(w=26%)。     

CFB灰-钢渣微粉多源固废协同注浆材料特性研究

为促进道路工程绿色发展，提高工业固废资源化利用率，采用循环流化床锅炉脱硫粉煤灰(CFB灰)、钢渣微粉(SSS粉)、脱硫石膏3种工业固废制备CFB灰-钢渣微粉多源固废协同注浆材料。通过室内试验，系统研究了原材料配比与水固比对注浆材料工作与力学性能的影响，并开展XRD和SEM试验，分析其水化作用机理。研究结果表明：水固比相同时，随CFB灰掺量的增加，浆液流动度与结石率增大，密度、析水率和结石体单轴抗压强度减小；CFB灰掺量相同时，随水固比增大，浆液析水率增加，流动度、密度、结石率及结石体单轴抗压强度减小；浆液流动度与结石体单轴抗压强度受水固比、CFB灰掺量影响显著，而浆液密度、析水率与结石率变化范围不大；析水率最高为4.2%、结石率最低为95.8%,28 d抗压强度最大达1.46 MPa。综合考虑各工作与力学性能，建议CFB灰掺量、SSS粉掺量及水固比的范围宜分别为35%～55%、30%～55%、1∶1.3～1∶1.5。CFB灰、SSS粉与脱硫石膏在浆液水化反应过程中可以起互补作用；SSS粉中C₂S、C₃S快速水化提供Ca²⁺     

干湿循环作用下石膏质岩宏细观劣化特性研究

针对石膏质岩在干湿循环作用下的劣化问题,以湖北巴东十字垭隧道附近嘉陵江组地层的石膏质岩作为研究对象,结合室内试验和二维颗粒流数值模拟(PFC~(2D)),研究了干湿循环作用下石膏质岩的宏细观劣化特性。结果表明:(1)石膏质岩的力学参数随干湿循环呈减小趋势,干湿循环作用对各力学参数的劣化效应排序为:弹性模量抗拉强度单轴抗压强度内聚力内摩擦角。(2)二维颗粒流方法能够比较准确的模拟石膏质岩的力学性质。(3)围压和干湿循环次数对石膏质细观破坏特征都存在影响。随围压的增大,细观黏结间隙和细观剪裂纹的分布由"集中"趋于"分散"。随干湿循环次数的增加,细观黏结间隙和细观剪裂纹的分布则由"分散"趋于"集中"。     

土凝岩固化黏性土路用性能试验研究

采用无侧限抗压强度试验、击实试验、抗疲劳性能试验和水稳定性试验,对土凝岩固化黏性土与水泥固化黏性土的力学及耐久性能进行对比,探究其性能变化规律。结果表明:随土体固化剂掺量增加,固化稳定黏性土7 天无侧限抗压强度增大,其最佳含水率也随之增大;水泥固化稳定黏性土的早期水稳定性系数低于土凝岩固化黏性土,后期水稳定性系数较为接近。     

浸泡时间和温度对砾岩力学特性的影响研究

针对成都地铁18号线火车南站车站基坑开挖过程中出现不均匀沉降问题,开展了砾岩试件浸泡不同时间（无浸泡、浸泡7天、浸泡14天）后、不同温度（20℃,35℃,50℃）作用下的常规三轴压缩试验。试验结果表明:水浸泡会弱化砾岩试件力学性质,升温可以强化砾岩试件力学性质,并且浸泡对弹性模量影响更大,对峰值强度影响较小,而温度对砾岩试件的峰值强度影响更大,对弹性模量影响较小。     

基于不同含水率的膨胀围岩隧道施工模拟分析

以广西某高速公路膨胀围岩隧道工程为背景,通过试验得出含水率为14.8%、20.1%、26.2%时膨胀围岩的抗剪强度和弹性模量,并使用Ansys有限元软件,分别对全断面开挖法、CD法、台阶法和双侧壁导坑法4种常用的施工方法进行模拟。结果表明:膨胀围岩的抗剪强度和弹性模量随含水率的增加而减小;4种不同施工方法下,围岩的应力应变、支护的弯矩与轴力、锚杆的轴力都随含水率不同而发生了变化,特别是围岩含水率从20.1%增加到26.2%时变化显著。     

桥梁勘察中红砂岩单轴抗压强度标准值的计算方法探讨

岩石单轴抗压强度标准值,是桥梁桩基工程设计中的重要指标。在桥梁工程地质勘察过程中,由于红砂岩是一种软岩,计算红砂岩石的单轴抗压强度标准值时,其单轴抗压强度的离散性大,这直接关系着单轴抗压强度标准值,其值的大小将直接影响桥梁桩基的桩径大小和长短。对此,以江西境内红砂岩为例,分析了红砂岩的单轴抗压强度值变化大的原因,通过实例,探讨在对红砂岩的试验数据进行统计计算时采用的方法和原则,使其单轴抗压强度标准值较为合理。     

NaOH预处理对橡胶混凝土力学性能的影响

为去除废旧轮胎制备胶粉过程中产生的硬脂酸锌,对橡胶微粒进行NaOH溶液浸泡处理.分别掺入不同粒径、不同掺量(等体积替代砂)的橡胶微粒制备橡胶混凝土试件,对浸泡前后试件的抗压强度、抗折强度、弹性模量、极限应变率和破坏形态进行了一系列的试验研究.结果表明:在橡胶微粒掺量增加的情况下,橡胶混凝土的抗压强度、抗折强度和弹性模量...     

云桂铁路膨胀岩强度特性试验研究

膨胀岩具有遇水膨胀、软化、崩解和失水收缩、开裂等特性,一直是工程应用中的难点。通过云桂铁路膨胀岩的室内试验研究,分析了膨胀岩的抗剪强度、抗压强度和膨胀力的特性;根据抗剪试验,分析了膨胀岩的抗剪特性,着重研究了水对膨胀岩抗剪强度的影响;同时提出了临界初始含水率的概念［1］。根据膨胀力的试验,分析了膨胀力与膨胀应力的关系,进一步建立膨胀岩的修正Huder-Amberg本构变形模型。成果为云桂铁路膨胀岩的处理问题提供设计施工依据。     

硫酸盐侵蚀与干湿循环耦合作用下混凝土劣化行为的研究

为探究硫酸盐侵蚀与干湿循环耦合作用下,硫酸盐溶液浓度和种类对混凝土劣化行为的影响,该文分别采用1%、5%、10%共3种浓度的Na_2SO_4溶液和10%MgSO_4溶液对混凝土试件进行硫酸盐-干湿循环侵蚀试验,以混凝土质量变化、相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数作为评价指标,对不同侵蚀周期下混凝土的性能劣化行为进行研究。结果表明:随着干湿循环周期的增加,混凝土质量变化率基本随硫酸盐溶液浓度的增加而增大,但5%Na_2SO_4对其影响最为显著;不同浓度Na_2SO_4溶液中混凝土相对动弹性模量随干湿循环周期的增加而减小,混凝土抗压强度耐蚀系数呈现出先增加后减小的变化趋势,且5%Na_2SO_4溶液对混凝土的破坏最为严重;在同一干湿循环周期内,相同浓度的硫酸镁溶液对混凝土的劣化程度弱于硫酸钠。     

基于标度化灰色关联理论的岩石横纵尺寸效应研究

针对不同类型岩石在不同高径比尺寸下进行单轴抗压试验研究,运用经过数据标度化方法改进后的灰色关联分析法,对岩石横向和纵向尺寸变化对抗压强度的影响进行灰色绝对、相对以及综合关联分析。利用灰色理论分析得知岩石横纵尺寸变化在众多影响抗压强度的因素中十分重要,并提出了其关联分析及结果运用。研究得知完整岩石纵向尺寸变化对抗压强度影响大于横向尺寸变化,岩样抗压强度基本随着岩石横向尺寸及纵向尺寸的增大而成增大趋势。     

岩石里氏硬度值与单轴饱和抗压强度相关性分析初步探讨

隧道施工期关于岩石坚硬程度指标的准确获取，是隧道围岩快速分级面临的实际问题，现行规范要求采用岩石单轴饱和抗压强度作为岩石坚硬程度的定量指标。为寻求关于岩石单轴饱和抗压强度最优的替代方案，对岩石单轴饱和抗压强度的不同替代方案和指标的优缺点进行分析比较，并通过使用里氏硬度计对不同岩性的岩石进行室内试验分析，研究泥岩类岩石和砂岩类岩石里氏硬度值与单轴饱和抗压强度之间的关系。利用数理统计软件SPSS24.0对岩石的里氏硬度值及单轴饱和抗压强度值进行回归分析，指出里氏硬度值与岩石单轴饱和抗压强度二者存在相关关系，且相关性较强，并构建不同岩性的岩石在饱和状态下单轴抗压强度与里氏硬度值的回归预测方程。     

硫酸盐对水泥孔隙溶液pH的影响

本文以水泥中可能存在的7种硫酸盐为代表,研究硫酸盐对水泥孔隙溶液p H的影响,研究结果表明:硫酸钠、硫酸钾、硫酸钾钠、硫酸钾钙、二水石膏和硬石膏这6种硫酸盐的掺量增加,水泥孔隙溶液中p H增大,硫酸镁掺量增加,水泥孔隙溶液中p H减小;相同硫酸盐掺量下(指三氧化硫含量),掺不同种类硫酸盐的水泥孔隙溶液p H由大到小依次为:硫酸钾钠﹥硫酸钾﹥硫酸钠﹥硫酸钾钙﹥二水石膏≈硬石膏﹥硫酸镁。     

青岛海洋大桥桥基岩石点荷载与抗压强度相关性分析

岩石的点载荷强度和岩石单轴抗压强度试验,规范给出了二者之间转换的经验公式,但精度较差。根据青岛海洋大桥桥址区勘察所取得的18组软岩和44组硬岩的相关数据,运用统计学方法,对岩石点载荷和岩石抗压强度二者之间的关系进行了统计学分析。结果表明:软岩的转换关系式为Rt=-0.495+13.715·Is（50）;硬岩的转换关系式为Rt=11.158+9.203·Is（50）。该转换方程用于胶州湾地区岩石强度转换,提高了精度。     

磷钛石膏混合体系无侧限抗压强度

为了解决磷、钛石膏工程应用不足之处,对其工程力学性质进行研究并提出改良方案。对磷、钛混合石膏掺加不同配合比的水泥、石灰、石膏及液黏剂进行击实试验和不同配合比、不同龄期、不同干湿循环次数的无侧限抗压强度试验。发现改良体系最大干密度及最佳含水率变化较小,相同压实度钛石膏较磷石膏无侧限抗压强度更高,水泥石灰双掺改良体系较单掺改良体系无侧限抗压强度更高,水泥掺量为3%以上的改良体系强度随龄期增长显著,其无侧限抗压强度随干湿循环次数及水泥掺量增加而增强。     

嵌岩桩桩端极限阻力分析与设计研究

现行嵌岩桩设计规范只考虑桩端岩石的单向受力状态,而实际桩端岩石的压缩变形受到横向约束的作用而处于三向受压状态。试验证明,其三轴抗压强度远高于单轴抗压强度。文中应用材料力学强度理论对桩端岩石三轴抗压强度进行了分析,并提出了嵌岩桩极限承载力标准值新的计算方法。