含水率对重塑红黏土反复抗剪强度影响试验研究

红黏土性质的稳定与安全生产息息相关,抗剪强度作为红黏土强度特性之一,与红黏土的稳定性密切相关。为探究含水率对红黏土反复抗剪强度的影响,以山西长治地区的重塑红黏土为研究对象进行反复直剪试验。试验结果表明：无竖向压力时,随着剪切次数的增加,抗剪强度减小并趋于稳定值,第2次剪切达到抗剪强度时对应的剪切位移小于第1次剪切时的位移,稳定剪切时对应的剪切位移大于第1次剪切时的位移;抗剪强度与含水率呈负线性关系,且抗剪强度为土体的真黏聚力,随着含水率的增加先增大后减小。当施加竖向压力后,抗剪强度随着含水率的增加而减小;利用抗剪强度表达式拟合得到内摩擦角和黏聚力,其中黏聚力随着含水率的增加先减小后增大;通过真黏聚力计算得出新的内摩擦角,2种分析方法得出的内摩擦角基本接近且均随着含水率的增加而减小,减小幅度逐渐增大。定义黏聚力差异指数比来研究真黏聚力与黏聚力之间的差异,分析得到黏聚力与真黏聚力的差异指数比在0.75~9.96之间,当含水率为19.5%时黏聚力差异指数比达到最小。利用所建立的相关经验公式,能够为红黏土地区矿山岩土勘察、设计和开挖过程中土性参数的合理选取提供一定参考。     

考虑不同初始状态的黄河泥沙三轴静力剪切特性试验

开展了一系列静态三轴剪切试验,研究了不同初始条件（围压、密实度）以及不同试验条件（剪切速率、排水条件）对黄河泥沙静力强度以及变形特性的影响,得到了黄河泥沙的应力应变曲线发展规律,以及应力路径、抗剪强度包线、应力比曲线和不同特征状态下的内摩擦角分布、初始剪切模量以及极限偏应力等指标.结果表明：黄河泥沙的抗剪强度对围压、密实度以及排水条件更为敏感,具体而言,峰值强度、临界强度均随着围压与密实度的提高而增大,不排水条件下的抗剪强度大于排水条件;不排水条件下孔压的发展与排水条件下的剪胀特性具有对照关系,但孔压较剪胀特性发展得更为迅速,并且得到黄河泥沙的特征状态内摩擦角分布区间介于22.6°到38.1°之间.本研究可以为黄河泥沙在路基工程中的资源化利用提供数据和理论参考.     

非饱和Q2原状黄土工程特性试验

为了研究非饱和Q2原状黄土的破坏形式、变形、强度和屈服特性,采用SJ-1A型三轴剪力仪改造的非饱和土三轴剪切试验测试系统进行了5组非饱和Q2原状黄土的三轴固结排水剪切试验.试验结果表明:非饱和Q2原状黄土在三轴条件下,呈剪切破坏,破裂角一般在55°~61°;非饱和Q2原状黄土在低围压下呈剪胀性,在高围压下呈剪缩性;随着围压增大,应力应变曲线由软化向硬化发展.此外,通过εv-q/p关系曲线可以较好的确定非饱和Q2原状黄土在各围压下的屈服应力(py,qy),且研究发现随着围压的增加,屈服偏应力qy与屈服球应力py呈对数关系.     

加筋条件和含水率对加筋土抗压强度和应力应变的影响

由滨海盐渍土的盐胀、溶陷和吸湿软化引起的土的低强度和大变形问题,可通过麦秸秆加筋的方法予以应对.加筋土的抗压强度及应力应变特性与麦秸秆的加筋长度、加筋率和土的含水率有关.加筋土的抗压强度试验结果证实:0.25%加筋率的加筋土抗压强度最大,0.20%和0.30%的次之;50 mm加筋长度加筋土的抗压强度最大,70 mm的最小.0.25%加筋率的加筋土应力应变曲线的峰值最大;随加筋长度的增加,加筋率对应力应变的影响程度降低.随加筋长度的增加.加筋土的应力应变曲线由应变软化型渐变为应变硬化型.以70 mm加筋长度的最为明显.低于最优舍水率,应力应变曲线存在峰值;高于最优含水率.加筋土逐渐转向塑性变形.总结麦秸秆加筋土的抗压强度和应力应变的变化规律,为后期的三轴抗剪强度及其偏应力应变特性研究提供借鉴.     

充填节理破坏机理及实验

充填节理的破坏主要有充填物破坏和充填物与节理接触面破坏两种形式,其抗剪强度与最小抗剪部分的强度相同.当充填物破坏时,单独对充填物部分进行受力分析,得到此时的节理抗剪强度公式.讨论了充填节理强度随法向压应力及充填厚度的变化规律:随着法向压应力的增加先增大后减小,但随充填厚度的变化并不十分明显.对不同厚度的砂浆充填节理进行直剪试验.结果表明:其剪切强度与破坏模式有关;在同一破坏模式下,不同充填厚度的节理其剪切强度变化不大.      

细粒含量对饱和钨钼尾砂剪切变形及稳态特性影响的试验研究

通过对赣南地区某矿山的钨钼尾砂进行等向固结不排水三轴剪切试验,研究细粒含量对饱和钨钼尾砂剪切变形及稳态特性的影响。试验结果表明:不同细粒含量的钨钼尾砂在同一固结围压下的应力应变曲线可以分为三类:应变硬化型、应变稳定型、应变软化型。在相同的有效固结围压下,当轴向应变达到20%,孔压保持稳定。细粒含量虽然改变了试样颗粒级配,但是各稳态线的变化范围仍然很窄:ess-qss空间内的稳态线线性拟合的截距在0.9左右,当细粒含量低于30%时,斜率在0.000 6左右变动;当细粒含量高于30%时,斜率则在0.000 8左右波动。细粒含量为15%时,饱和钨钼尾砂的稳态内摩擦角为30.62°,细粒含量45%时饱和钨钼尾砂的稳态内摩擦角为27.85°,表明饱和钨钼尾砂的稳态内摩擦角与颗粒的平均粒径呈正相关。     

含孔洞大理岩破坏特性的颗粒流分析

基于室内单轴压缩试验结果,利用颗粒流程序PFC2D,模拟含预制孔洞大理岩在单轴和双轴压缩条件下的破坏过程,分析预制孔洞形状、围压大小以及岩石非均质性对大理岩力学特性和裂纹扩展的影响.数值结果表明:与完整大理岩试样相比,含孔洞试样的峰值强度显著降低,降低程度与孔洞形状有关;围压对含孔洞大理岩试样的力学特性和裂纹扩展有显著影响,含孔洞试样的峰值强度随围压的增加而增加,但偏应力峰值随围压的增加呈先增大后减小的变化趋势;试样的破坏模式与孔洞形状相关,含圆形孔洞试样为类X型剪切破坏,含矩形孔洞或马蹄形孔洞试样为对角剪切破坏;岩石内部的矿物结核影响了裂纹的扩展路径,从而改变试样的宏观破坏模式.微观机理分析表明:孔洞周边裂纹的萌生与扩展过程伴随着应力集中区的释放与转移;含孔洞试样的宏观裂纹有3种模式:孔壁剥落、拉伸裂纹和压剪裂纹.      

含齿形裂隙类岩石材料单轴压缩试验研究

为研究含齿形裂隙岩石在单轴压缩下的破坏特征及强度特性，制作了含不同裂隙倾角和起伏角的齿形裂隙类岩石材料试件，并采用岩石力学伺服试验机进行单轴压缩试验。试验结果表明：（1）试件主要产生拉伸、剪切和拉剪复合裂纹，且根据裂纹的扩展路径可划分为A型（拉伸破坏）、B型（剪切破坏）、C型（复合破坏）3种破坏模式，裂隙倾角对试件最终破坏模式影响显著；（2）当裂隙倾角较小时，试件应力—应变曲线为多峰曲线，随着裂隙倾角的增大，曲线呈单峰形式，表现为延性减弱，脆性增强，而裂隙倾角相同但起伏角不同的试件应力—应变曲线大致相同；（3）当裂隙起伏角相同时，试件当量峰值强度随裂隙倾角的增大呈先减小后增大的规律，且裂隙起伏角对试件当量峰值强度的影响小于裂隙倾角。     

岩石材料脆性剪切破坏模式下的强度分析

使用声发射法与三轴试验相结合的方法对岩石试样微裂隙产生和发展进行监测,以获取岩石脆性剪切混合破坏模式的特点.采用断裂力学与岩石力学理论相结合的方式进行理论分析和试验数据处理,得到了试样三阶段特征强度随应力状态变化的规律,并提出了一种适用于岩石脆性、剪切混合型破坏强度分析方法,据此建立了Mohr-Coulomb、Griffith和Hoek-Brown等强度准则与脆、剪混合强度模型的关系.采用此模型对水厂边坡混合花岗岩的全应力-应变试验数据进行脆剪混合强度分析,理论值与试验值具有良好的一致性.      

不同围压下岩石峰后及残余变形特性试验研究

为使矿山能安全高效地开采,对深部矿山三向应力状态的岩石进行研究。试验采用RTS-500三轴流变仪,对较深部岩石进行常规三轴压缩试验,得到了应力-应变曲线。试验发现:随着围压的增大,峰值强度和残余强度都呈逐渐增大的趋势;峰值强度与残余强度的差值也逐渐降低;随着围压的增大,岩石峰值强度对应的岩石应变出现增大的现象;随着围压增大,岩石的弹性模量出现增大的现象。结论对于实际施工的工程稳定以及岩体的支护设计都具有指导和借鉴意义。