砂岩拉–剪力学特性试验研究

岩体工程开挖和河谷下切均将致使岩体应力沿一个或多个方向卸荷,造成岩体应力场重分布。这种卸荷常造成岩体承受拉剪应力,使得卸荷岩体的破坏呈现明显张性特征。然而由于试验技术的限制,在法向拉应力作用下岩石剪切力学行为的试验研究仍非常困难。笔者研发了拉伸–双面剪切试验装置,可直接在常规微机控制伺服直剪试验机上进行试验(将法向压应力转换成拉应力)。采用此装置,开展了砂岩的拉剪试验,结果表明:拉–剪应力作用下岩石剪应力–剪位移曲线峰前仅出现初始非线性段和线性变形两个阶段(即没有峰前的屈服段);砂岩抗剪强度和剪切刚度随法向拉应力的增大逐渐减小;Hoek-Brown准则比Mohr-Coulomb准则能更好的描述砂岩在拉剪应力下的强度特征;随着法向拉应力的增大,岩样破裂面张性特征越突出且形状更为平直。     

三峡工程岩石拉剪断裂特性的试验研究

本文根据三峡工程永久船闸区地质勘探中的花岗岩岩芯，通过非对称切口试件来模拟岩体的拉剪作用的实际情况，对岩石拉剪力学特性进行了试验研究，探讨了岩石的单轴受拉强度，拉剪联合强度，应力应变关系，破坏形式及破坏准则等，为三峡工程建设提供了有价值的数据和资料。     

三峡工程岩石拉剪断裂特性的试验研究

本文根据三峡工程永久船闸区地质勘探中的花岗岩岩芯 ,通过非对称切口试件来模拟岩体的拉剪作用的实际情况 ,对岩石拉剪力学特性进行了试验研究 ,探讨了岩石的单轴受拉强度、拉剪联合强度、应力应变关系、破坏形式及破坏准则等 ,为三峡工程建设提供了有价值的数据和资料。     

D-P准则与岩石断裂韧度K_(Ic),K_(II)c关系的研究

通过断裂力学中裂纹端部的应力叠加,得出拉剪裂纹的端部总应力,代入D-P破坏准则,经推导得出D-P准则与岩石断裂韧度KIc,KIIc的相互关系。并以三峡永久船闸高边坡为例,说明该推导的合理性。     

D-P准则与岩石断裂韧度KⅠc,KⅡc关系的研究

通过断裂力学中裂纹端部的应力叠加,得出拉剪裂纹的端部总应力,代入D-P破坏准则,经推导得出D-P准则与岩石断裂韧度KⅠc,KⅡc的相互关系.并以三峡永久船闸高边坡为例,说明该推导的合理性.     

惠州地区全风化花岗岩现场直剪试验研究

采用堆载法对天然状态下未扰动全风化花岗岩进行现场直剪试验,获得了不同正应力作用下的剪应力-剪应变关系曲线以及法向位移-剪应变关系曲线,对其应力应变关系进行了分析。结果表明,未扰动全风化花岗岩在剪切过程中随着剪应变的不断发展均呈现出不同程度的应变软化,土样所受正应力越大,其峰值剪应力越大。正应力较小时(0 kPa、50 kPa),剪切过程中土样不断向上变形,呈剪胀;随着正应力的增大,土样逐渐从一直剪胀转变为先剪缩后剪胀。对各土样的峰值剪应力-正应力进行线性拟合,得出了该未扰动全风化花岗岩的c、φ值,为边坡稳定分析及设计优化提供参考。     

三峡工程永久船闸边坡岩体宏观力学参数的尺寸效应研究

采用室内及现场岩体力学试验,建立E－Vp关系、工程岩体分级、计算机模拟试验以及边坡位移监测成果的反演分析等手段,对三峡永久船闸边坡卸荷带岩体变形参数进行研究,建立了岩体变形模量与岩体尺寸之间的关系,研究成果表明永久船闸高边坡岩体宏观力学参数具有明显的尺寸效应。     

某核电站强风化花岗岩原位直剪试验研究

强风化花岗岩在某核电站厂址区普遍发育,研究其剪切强度对于核岛边坡及常规岛地基的稳定性评价具有重要意义。由于该岩体风化不均匀,常夹有中等风化及微风化较硬夹层或球状风化体,扰动后即碎裂,现场取样和室内试样的难度较大,而且目前进行岩体强度参数反分析的资料相对匮乏。本文作者通过设计堆载式加荷直剪试验方法,并经野外大量现场试验,获得了强风化花岗岩原位直剪的剪应力—应变关系曲线,对强风化花岗岩的剪切强度性质进行了相应的理论分析,为工程区强风化花岗岩设计输入提供了可参考的c、φ值,保证了工程的可靠性,也避免过于保守,并为类似工程积累了经验。     

再生骨料混凝土抗拉强度和抗剪强度试验研究

考虑混凝土两个强度等级(C20、C30)和再生骨料取代率,进行再生混凝土劈裂抗拉试验、非标准试件的抗折试验和等高变宽梁的抗剪试验,研究再生混凝土抗拉、抗剪性能和变形,获得了以下成果:1)再生混凝土的劈裂强度稍低于普通混凝土。2)再生混凝土抗折强度离散范围较大,与立方体抗压强度间没有显著的回归关系。3)再生混凝土的抗剪能力随取代率增加没有明显的变化,极限切应力与混凝土的强度回归相关性较差。4)抗剪试验梁的主拉应变曲线在大约70%最大值以下时呈直线,超过此值以后逐渐弯曲。试验实测的名义切应力、剪切弹性模量较低。     

压剪共同作用下混凝土的动态力学性能研究

为了研究混凝土在压剪复合状态下的动态力学性能,采用大型多功能动静力三轴仪进行了5种不同应变速率和5种不同法向应力下的压剪复合受力状态的剪切试验。分析其剪切强度变化规律,构建了基于八面体应力空间二次形式破环准则,转换为正应力与剪应力表示的压剪破环准则形式。结果表明,随着应变速率增加,混凝土的抗剪强度呈增大趋势,而随法向应力的增加,混凝土抗剪强度则呈现出先增大后减小的趋势;基于八面体应力空间二次形式破环准则,建立了考虑速率效应的混凝土压剪破环准则,通过试验数据对比得出该破环准则与试验数据吻合较好。     

水泥砂浆复合受力破坏准则的试验研究

参考常用的混凝土强度,设计了4种配合比水泥砂浆.采用拉拔测试仪(limpet pull-offtester)测得的水泥砂浆直接拉伸强度大约为其劈裂抗拉强度的60%.采用自行设计的水泥砂浆拉剪、压剪耦合受力装置,测量不同压应力水平下水泥砂浆的抗剪强度.结果表明,当压应力水平大于0.6倍水泥砂浆轴心抗压强度时,其抗剪强度会有不同程度下降.通过数据拟合获得了水泥砂浆复合受力状态下的破坏准则.该准则可以应用于细观力学模型中对混凝土材料破坏过程进行数值模拟;也可作为砌体结构中砂浆的破坏准则.     

大直径锚筋预埋件纯剪、拉剪作用下的试验研究

为了确定大直径锚筋预埋件在港口工程中应用的可行性,本文通过对锚筋直径为28mm和32mm的大型预埋件进行纯剪、拉剪试验,对试件的受力性能和破坏形态进行分析,并将试验结果与以往小直径锚筋预埋件的研究成果做了对比。试验结果表明大直径锚筋预埋件力学性能良好,可以作为连接钢结构和混凝土结构的节点。     

埋入式抗滑桩抗震性能振动台试验与数值分析

在静力作用下,已提出的有限元强度折减法在边坡支护中已经广泛运用,并取得了良好的经济效应。但在地震作用下,如何计算还需要研究。为提出合理的计算方法,进行振动台试验与数值分析。试验时输入双向汶川卧龙(NE)波,通过不断加大输入地震波的幅值,监测桩前、后土压力、坡面位移和加速度响应,研究埋入式抗滑桩在地震作用下的边坡破坏机制,最后通过提出的完全动力有限元法进行数值模拟。试验及数值模拟结果表明两者吻合较好。在地震动作用下,边坡破坏面是张拉-剪切复合破坏;有桩时比无桩时的边坡承载力大大提高,为埋入式抗滑桩抗震设计提供合理计算方法。     

新老混凝土粘结的拉剪性能研究

本文选取Ｚ形试件作为新老混凝土粘结试件和其整体伴随试件的拉剪试件形式。在多功能三轴试验机上,对它们的单拉、直剪、拉剪等多轴受力性能进行测试。并对测试结果作了讨论。     

钢筋混凝土剪力墙拉剪承载力分析

完成了3组截面纵筋率分别为1.7%、2.5%和3%,剪跨比为1.5的13片钢筋混凝土剪力墙拉剪性能试验。试验结果表明,剪力墙的抗剪承载力随轴拉力的增加而减小,随截面纵筋率的提高而提高。在拉力和剪力共同作用下,因轴拉力的大小不同,剪力墙出现剪压破坏和滑移破坏两种破坏模式。根据试验结果绘制了破坏模式的分界线并推导了临界点计算公式,公式表明轴拉力越高、纵筋率越低的试件越容易发生滑移破坏。基于理论分析和以往的经验公式,在剪压破坏模式的抗剪承载力公式中增加了暗柱纵筋项。根据试验数据得出,剪压破坏模式下,抗剪承载力公式中的轴拉力和暗柱纵筋的影响系数分别为?0.2和0.04;滑移破坏模式下,轴拉力和截面纵筋影响系数分别为?0.6和0.6。