温轧中空锚杆体抗剪性能分析

在岩土锚固工程中,随着自钻式锚杆的应用不断增多,仅研究抗拉强度、屈服强度及延伸率等性能已经无法满足实际工程需求,工程设计方对中空锚杆体抗剪性能的需求不断凸显。为了给工程设计方提供可靠的抗剪性能依据,特以R32S波形螺纹温轧中空锚杆体为例,对其抗剪强度进行了理论分析计算和实际剪切试验验证。结果表明:R32S中空锚杆体理论抗剪强度为142~208 MPa,而实际试验得出的抗剪强度为290~360 MPa;温轧中空锚杆体的试验数据表明抗剪强度与屈服强度具有一定的线性关系。     

孔隙水压对充填体性能的影响

为探究大水矿山充填体的力学性能变化,将充填体试块置入高压水体中使其内部形成孔隙水压,研究孔隙水压下充填体的抗压强度、抗拉强度和含水量等指标的变化。试验以孔隙水压、浸入时间、充填配比和料浆浓度为主要影响因素,开展29组充填体强度试验。方差分析表明,料浆浓度和充填配比对充填体抗压强度影响极显著,孔隙水压影响显著;浸入时间对充填抗拉强度影响显著。相同充填配比和料浆浓度下的充填体抗压和抗拉强度随孔隙水压和浸入时间增长而下降,其中抗拉强度下降幅度较大。充填体含水量随孔隙水压增大而增大,增长趋势和充填体强度增大趋势相吻合。     

不同形状尺寸充填试样强度研究

通过开展不同形状、尺寸充填试样单轴抗压试验,进行全尾砂胶结充填体强度尺寸效应研究,探究全尾砂胶结充填体尺寸效应现象及不同形状与尺度充填试样间的强度换算。研究表明:在料浆砂灰比和浓度相同条件下,大尺寸充填试样抗压强度高于小尺寸充填试样;各形状及尺寸充填试样强度呈幂函数关系,强度间换算关系与砂灰比及料浆浓度无关,可由同一函数表达。     

基于P波模量的原位胶结充填体强度预测模型研究

原位胶结充填体质量评价通常采用单轴抗压强度作为表征指标,由于在现场工程中无法快速、准确获取充填体的强度值,因此需要建立一种参数易于获取且准确的原位胶结充填体强度预测模型。基于胶结充填体物理力学参数的内在联系,从量纲平衡的角度探索了胶结充填体单轴抗压强度与P波模量的关系。根据C矿和I矿两种原位胶结充填体的密度、P波速度及取芯强度的测试数据,采用线性拟合的方法获得了基于P波模量的原位胶结充填体强度预测模型。通过对C矿和I矿的强度预测模型拟合效果分析可知,P波模量与取芯强度呈正相关性,且拟合效果较好,证明原位胶结充填体强度预测模型精度高,具有很强的实用性。     

几种岩石点荷载强度与单轴抗压强度的相关性

通过对某矿区的矿岩进行单轴抗压强度试验及点荷载试验,用Shapiro-Wilk正态检验法对点荷载试验数据进行正态分布检验,用Grubbs准则对可疑数据进行取舍,再将得到的点荷载强度(I_(S(50))、PLS)与单轴抗压强度(UCS)进行对比分析,研究其相关性。结果表明:点荷载试验结果符合正态分布,其离散程度大于单轴压缩试验;6种岩石的点荷载强度与单轴抗压强度高度正相关,因此能够相互转换,转换得到的抗压强度可作为该矿山岩体分级的依据。     

Hoek-Brown强度准则在FLAC^3D数值模拟中的应用

为了弥补Mohr-Coulomb准则不能动态地反映岩体破坏时的力学性质的不足,克服其在工程模拟中的局限性,本文通过对比分析Mohr-Coulomb准则和Hoek-Brown准则,将Mohr-Coulomb中的内聚力和内摩擦角用Hoek-Brown中的内聚力和内摩擦角来代替,将Hoek-Brown强度准则应用于FLAC^3D中,进行开采沉陷数值模拟．结合大柳塔1203综采工作面开采后的岩移观测资料,分别用Mohr-Coulomb准则和Hoek-Brown准则进行数值模拟,对比结果表明,Hoek-Brown准则更能反映实际的地表移动特征,这为FLAC^3D更好地在工程中应用提供了很好的参考．     

Hoek-Brown强度准则在FLAC3D数值模拟中的应用

为了弥补Mohr-Coulomb准则不能动态地反映岩体破坏时的力学性质的不足，克服其在工程模拟中的局限性，本文通过对比分析Mohr—Coulomb准则和Hoek—Brown准则，将Mohr-Coulomb中的内聚力和内摩擦角用Hoek—Brown中的内聚力和内摩擦角来代替，将Hoek-Brown强度准则应用于FLAC如中，进行开采沉陷数值模拟．结合大柳塔1203综采工作面开采后的岩移观测资料，分别用Mohr-Coulomb准则和Hoek—Brown准则进行数值模拟，对比结果表明，HoedBrown准则更能反映实际的地表移动特征，这为FLAC^3D更好地在工程中应用提供了很好的参考．     

石灰石单轴抗压强度与点荷载强度的相关性研究

岩体分级对各类工程设计具有重要的指导意义,其分级指标主要依靠单轴抗压强度划分,通过点荷载强度试验可以在工程现场快速确定岩石单轴抗压强度,该方法简单可靠,得到了广泛的应用,故研究两者的相关性十分必要。本文以四川省某石灰石露天矿为工程背景,通过点荷载强度试验与单轴抗压强度试验,探究了轴向和径向加载的点荷载强度与单轴抗压强度的相关性,并建立两者的转换关系式。结果表明:轴向与径向加载获得的点荷载强度与单轴抗压强度均存在较强的相关性,且采用指数函数拟合时得到的计算关系式相关度较高,应用效果较好。     

钢渣粉掺入对高强尾矿混凝土性能的影响

为了研究钢渣粉掺入对高强尾矿混凝土性能的影响,以比表面积为5 950 cm2/g的钢渣粉等量替代比表面积为5 137 cm2/g的基础胶凝材料(铁尾矿、矿渣、水泥熟料、天然石膏的梯级磨矿产品,各对应成分的质量比为40∶26∶26∶8)进行了胶砂流动度试验,并以等质量的原始粒级铁尾矿为骨料,进行了混凝土试件强度试验。结果表明:钢渣粉的掺入在一定程度上提高了体系的流动度;钢渣粉的掺入对混凝土早期强度有明显的负面影响;钢渣粉水化作用的缓慢、持久释放,使掺钢渣粉的混凝土后期强度显著增长,但钢渣粉的掺量不宜超过20%。试验产品的SEM分析表明,无论是否掺加钢渣粉,尾矿混凝土水化产物均为钙矾石和C-S-H凝胶;在反应的中后期,体系中C-S-H凝胶和钙矾石的协同生成能够促进体系强度的增长。     

尾砂胶结充填体强度特性试验研究

以尾砂胶结充填体试块为对象,选取对强度敏感性最高的影响因子——龄期,对不同龄期的尾矿胶结充填体进行单轴抗压强度和直接剪切试验,分析了尾砂胶结体的强度规律及破坏特征。试验结果表明:尾矿胶结体的强度随着养护龄期的增加而升高,其中7~28d强度增加较为显著,并建立抗压强度、抗剪强度与龄期回归方程,为后期充填采矿设计和降低采矿成本提供了依据。     

基于点荷载试验的岩石抗压强度特性研究

点荷载试验是一种比较简易的测定岩石抗压强度的方法,自国际岩石力学协会建议采用以来,得到了广泛的利用。为了探究点荷载试验确定抗压强度的相关性,以某大型矿山竖井工程白云岩为研究对象,开展了大量点荷载与单轴抗压强度试验,利用正态分布对试验结果的准确性进行检验,并探讨了试件尺寸对点荷载强度标准值的影响。最后将得到的点荷载强度标准值与单轴抗压强度值进行线性拟合分析,这种拟合关系表明两者之间高度正相关。也就是说可以相互换算,换算得到的抗压强度值可以为该矿山以后的设计参数提供依据。     

转轴免强度校核条件的研究

转轴直径既可根据扭转强度设计,也可根据弯扭合成强度条件设计,如果前者确定的轴直径大于后者确定的轴的直径,那么转轴的直径就可以只根据扭转强度设计,而免去弯扭合成强度校核。以煤矿机械中常用的减速器转轴为例,推导出转轴只有斜齿圆柱齿轮时的免强度校核条件,该推导过程对转轴受其他载荷情况下免强度校核条件的推导具有指导意义。     

“抗张强度”名词规范性与测试方法探讨

抗张强度是《煤矿防治水规程》中防水煤柱重要的计算参数,准确地确定其值对矿井的安全生产和合理开发煤炭资源都具有十分重要的意义。然而,抗张强度和抗拉强度是否指的同一个参数,如何对其进行测试,至今仍困惑着国内很多研究人员。为了说明这个问题,对《煤矿防治水规程》中涉及到抗张强度计算的2个模型进行了受力分析和公式推导,研究得出了规程中所用到的抗张强度参数实质上是指的《岩石力学》中的抗拉强度,规范了该参数的名称,并对岩石和岩体抗拉强度的测试方法进行了评述。     

用点荷载强度试验测定岩石抗压强度

岩石点荷载强度试验可以求得岩石点荷载强度指数,由强度指数与抗压强度之间的关系可以换算出岩石的单轴抗压强度。该文通过点荷载试验实例,介绍了点荷载试验机理、以及具体的试验步骤,并得出岩石抗压强度,在一定程度上验证了有关点荷载试验公式的可靠性。     

聚合物改性煤矸石粉煤灰混凝土性能研究

为探讨聚合物对大掺量煤矸石粉煤灰混凝土性能的影响,制备不同掺量苯乙烯、191#UP和196#UP 3种聚合物改性大掺量煤矸石粉煤灰混凝土试件,进行抗压强度、抗折强度、碳化性能试验研究。结果表明,3种聚合物的加入均提升了混凝土试件抗压强度,且应控制掺加191#UP和196#UP的量在10%左右;掺加3种聚合物的混凝土试件抗折强度都有明显提高,折压比也呈增长趋势,测得掺191#UP和196#UP混凝土的韧性比掺苯乙烯的性能优越;混凝土试件的碳化深度随着聚合物掺量的增加而逐渐减小,说明聚合物可以改善混凝土的碳化性能,并且随着聚合物的增加,改善效果越明显。试验表明,适量掺入聚合物可以改善大掺量煤矸石粉煤灰混凝土的抗压强度、抗折强度及碳化性能,这为聚合物改性大掺量煤矸石粉煤灰混凝土性能的应用提供了试验依据。     

Calculation Method for Determination of Rock Strength Criterion on the Basis of Experimental Data

A method is proposed for calculating the rock strength criterion by the results of sample tests under uniaxial compression and tension, as well as hydrostatic compression. The method makes it possible to simplify considerably the procedure of determining the rock strength parameters and improves the existing State Standard.     

掺脱硫扒渣尾渣粉水泥胶凝性能研究

鞍钢脱硫扒渣选铁尾矿的矿物组成与硅酸盐水泥相似,用这种尾矿的粉磨料替代部分硅酸盐水泥,分别进行了混合料的标准稠度用水量、凝结时间、安定性和水泥胶砂强度研究。综合分析认为,这种脱硫扒渣的尾渣粉可以部分替代水泥,但对不同龄期胶砂试块的抗压和抗折强度有负面影响,因此,建议将掺加量控制在30%以内。     

预制非贯通单组裂隙岩石模型力学参数的实验研究

开展裂隙岩体破坏的力学特性的研究始终是岩体力学研究领域的重要课题,预制裂隙岩石模型是了解和掌握岩石破坏机理的一条重要途径,本文预置裂隙的水泥砂浆试块模拟节理发育的裂隙岩石,通过单轴压缩试验与剪切试验研究节理影响下的岩石力学参数的变化,并演示了裂隙的扩展贯通过程。研究表明：(1)岩体内部节理面的张开扩展延伸直至贯通从而引起非贯通节理岩体的破坏。(2)岩石模型的单轴抗压强度随着节理角度的增加逐渐下落,在节理角度达到45°时,试块的单轴抗压强度出现最小值,随后开始反向增大。(3)岩石模型单轴抗压强度与节理贯通率的关系满足一定的关系式,单轴抗压强度随着节理贯通率的增大而不断降低。(4)随着法向应力的增加,裂隙岩石模型的峰值剪应力也相应线性增大,当节理面存在充填物时会一定程度上会提高裂隙岩石的强度。这为裂隙岩石的破坏机理提供了重要的参考依据。     

混凝土井壁受盐害侵蚀后的强度损伤试验研究

井壁混凝土结构在地下复杂环境中易受复合盐害侵蚀。为了研究混凝土受盐害溶液侵蚀后的抗压强度和抗折强度的变化规律,设计制作了C70标号的高强混凝土试块,配置了3种不同浓度的复合盐害溶液,测定试块经过多次复合盐害溶液浸泡后的抗压强度和抗折强度。试验结果表明:高强井壁混凝土在清水和复合盐害溶液浸泡后,抗压强度和和抗折强度的变化趋势不一样。在清水环境中,两者基本都是上升的趋势,抗压强度在初期其强度上升比较快,到后期逐渐趋于稳定,抗折强度在第6个月到第7个月之间有突变。在复合盐害溶液中,抗压强度和抗折强度整体上符合先增大后减小的变化趋势。腐蚀溶液浓度越大,后期下降的趋势越快。抗折强度的变化规律比抗压强度的变化规律复杂。     

Gradient Approach to Determination of Tensile Strength of Rocks

Using Brazilian method, the strength tests of rocks and model media are carried out on the cylindrical samples with hole. On the basis of gradient approach, a procedure is developed for calculating the tensile strength.