浇筑式沥青混凝土应力应变关系试验研究

对以天然砂砾石作为骨料的浇筑式沥青混凝土在不同沥青用量和不同温度条件下进行三轴试验。结果表明:浇筑式沥青混凝土的应力应变曲线呈现出应力硬化形态,且随着沥青用量的增加、温度的升高,应力硬化现象更加明显,双曲线段范围增大;邓肯-张模型及修正邓肯-张模型的理论曲线与试验曲线均吻合较好,主要模型参数随沥青用量增加或温度升高均呈下降趋势。通过对比两种本构模型破坏偏应力随围压的变化情况发现,在较高围压情况下,随着围压的升高,修正邓肯-张模型的破坏偏应力趋于平缓,增幅小,而邓肯-张模型的破坏偏应力几乎呈线性增加,其值明显大于修正邓肯-张模型的破坏偏应力,因此修正模型更加符合浇筑式沥青混凝土的强度特性。     

温度对水工沥青混凝土强度及剪胀特性的影响试验研究

为了解温度变化对沥青混凝土强度及剪胀特性的影响,开展了-1、5、10、15℃下的沥青混凝土三轴剪切试验。试验结果表明：沥青混凝土的强度变形特性与温度有密切关系,负温时,表现出明显的应变软化和剪胀性,随着温度的升高,应力-应变曲线转变为应变硬化型,且剪胀性减弱;沥青混凝土抗剪强度随温度升高而减小,且黏聚力的降低幅度明显大于内摩擦角,当温度从-1℃升高到15℃时,内摩擦角减小了4.7°,而黏聚力由1.11 MPa减小到0.28 MPa;沥青混凝土剪胀角随轴向应变增大而增大,并趋于稳定,两者关系可采用双曲线函数进行拟合;双曲线模型参数与温度有较好的相关性,可进一步考虑剪胀角随温度的变化情况。研究成果可为沥青混凝土的热-力耦合本构模型建立提供参考。     

不同温度条件下水工沥青混凝土抗压特性及防渗性能试验研究

为研究水工沥青混凝土在不同温度条件下的力学特性和经荷载作用后的防渗性能,在-30℃～30℃条件下对其进行了抗压试验研究,并对荷载和温度作用后的试件进行了渗透试验分析。试验结果表明:温度对水工沥青混凝土的应力-应变全曲线、抗压强度、弹性模量、峰值应变以及破坏模式等力学特性有显著影响。对比水工沥青混凝土在-30℃～30℃条件下应力-应变全曲线特点,可推断-10℃～0℃为其应力-应变特性变化的过渡温度区间。水工沥青混凝土的抗压强度和弹性模量随温度的升高而降低,峰值应变随温度的升高而增大。基于试验结果,本文提出的经验公式较好地反映了抗压强度、弹性模量以及峰值应变随温度变化的规律。在-30℃～0℃条件下,水工沥青混凝土的破坏模式主要为骨料开裂和沥青胶浆与骨料的黏结破坏;在10℃～30℃条件下,破坏模式主要为黏结破坏。此外,水工沥青混凝土经荷载作用后的防渗性能与温度环境有关。在10℃～30℃温度环境中,水工沥青混凝土承受7%的轴向压应变后,其渗透系数仍在10-7～10-6cm/s量级,防渗性能良好。     

浅谈土石坝沥青混凝土心墙材料的冬季施工配合比

在新疆区域冬季比较寒冷,一年中土石坝心墙沥青混凝土的施工时间比较短,为了加快施工进度避免不了在冬季施工心墙沥青混凝土,因此对心墙沥青混凝土冬季施工配合比进行研究,并在室内模拟-20℃工况下施工沥青混凝土结合面的性能。结果表明：在试验范围内推荐冬季施工配合比参数为级配指数0.38,填料用量13%,油石比7.9%,随着油石比的增加,沥青混凝土的孔隙率呈减小趋势后趋于稳定,间接拉伸强度逐渐减小;上下层沥青混凝土粘结良好,芯样试件结合面的抗剪强度是非结合面抗剪强度的86.9%,且结合面处无渗漏现象。     

不同期龄塑性混凝土力学性能试验研究

对养护期龄为7,14,28,90 d的塑性混凝土进行三轴压缩试验,实测不同围压状态下试件的应力-应变曲线及强度参数,分析不同养护期龄及试验围压对强度、应力-应变关系的影响。试验结果表明:塑性混凝土在低围压时表现出软化性,破坏偏应力与破坏应变较小,随着围压提高塑性混凝土应力应变曲线软化趋势减弱,并且随着围压的提高其破坏偏应力显著提高。塑性混凝土在不同围压下均表现出先剪缩后剪涨的特点,且随着围压升高其剪缩的趋势增大剪涨的趋势减小。双曲线模型参数K值随养护期龄的发展而增大,双曲线模型参数n、F、破坏比Rf值随养护期龄的发展而减小。相同养护期龄内塑性混凝土破坏偏应力随围压的增大而增大,相同围压下其破坏偏应力随养护期龄的发展而增大。凝聚力随期龄发展而增大,内摩擦角受养护期龄变化影响较小。     

大粒径骨料对心墙沥青混凝土抗剪性能影响分析

为研究大粒径骨料对心墙沥青混凝土抗剪性能的影响,将骨料最大粒径由19 mm提高至26. 5 mm,并采用正交试验设计,优选出骨料最大粒径为19 mm和26. 5 mm两组沥青混凝土配合比。通过对比分析直接剪切试验和静三轴试验结果可知:大粒径骨料沥青混凝土的抗剪强度较高,在剪切破坏时的体应变较大体胀明显,并且剪切破坏面的角度也较大,可为大粒径骨料在心墙沥青混凝土中的应用提供参考价值。     

糯扎渡心墙坝反滤料的静动力特性研究

采用糯扎渡心墙反滤料进行静动力三轴试验。静力试验分别进行了K0固结和三向等压固结下的排水剪切试验,结果表明,两者的排水剪强度大致相同;K0固结排水剪试验的初始弹性模量Ei小于等压固结排水剪试验在相同围压下的初始弹性模量,体积模量则反之。动强度试验则表明,不同破坏标准对动强度影响明显,液化标准、应变破坏标准下的强度均大于极限平衡破坏标准下的强度,且随着固结比的增大其"地震总应力"抗剪强度也增大。更多还原     

不同取芯温度对心墙沥青混凝土性能影响分析

结合某工程沥青混凝土心墙碾压试验,通过在不同温度钻芯取样进行其物理、力学性能试验。结果表明:碾压温度较高时,同一碾压层沥青混凝土产生一定程度离析,上部密度和理论最大相对密度均小于下部的现象;不同温度下钻取芯样的密度和孔隙率均有差异。当取芯温度为20、30、40℃时,单轴抗压强度与弯曲强度随取芯温度的增加变化不明显,取芯温度为50℃时,单轴抗压强度和弯曲强度均下降较多。     

碾压混凝土压剪强度分析

针对碾压混凝土受压剪作用问题,制作三级配本体、含层面试件和二级配本体、含层面试件,对试件进行单剪和双轴压剪试验,得到不同侧压应力下碾压混凝土的剪切强度。试验结果表明,施工层面削弱了碾压混凝土的抗剪性能;而侧压应力使碾压混凝土的抗剪能力显著提高,压应力越大,抗剪强度越高。根据双剪强度理论处理分析得到碾压混凝土的压剪强度曲线,该曲线与试验数据吻合,说明双剪强度理论真实反映了压剪破坏强度规律。     

温度场作用下水工沥青混凝土的力学稳定性研究

为研究不同温度场下沥青混凝土的力学性能,在0～20℃条件下对水工沥青混凝土进行了三轴抗压试验和三轴蠕变试验,获得不同温度场下的材料性能影响,并通过引入硬化参量进行温度修正,根据logistic函数建立不同温度场的沥青混凝土应力-应变本构模型.研究表明:沥青混凝土在0℃表现出明显应力软化现象,出现脆性破坏,随着温度上升,...     

浇筑式沥青混凝土三轴压缩蠕变特性试验研究

浇筑式沥青混凝土是现代水利工程防渗心墙的主要材料。通过室内高压三轴蠕变压缩仪对3种不同沥青含量的浇筑式沥青混凝土试件在不同温度和偏应力状态条件下,进行了一系列的蠕变特性试验,研究沥青含量、温度对不同偏应力状态下浇筑式沥青混凝土蠕变特性的影响。结果表明:①同一沥青含量下,试件的蠕变随偏应力的增大而增大,且增长幅度受温度、沥青含量影响。②试件的蠕变与偏应力的关系,随温度的升高逐渐由线性向非线性转变;同一偏应力状态下,试件蠕变随沥青含量的增加呈非线性增大,且其增长速率随着沥青含量的增加而增大。③同一加载时间下,材料蠕变随温度的升高而增大,且蠕变速率随着沥青含量的增加而增大。④在三维空间,采用LogisticCum公式对试验数据进行三维曲面拟合,建立考虑温度、沥青含量及偏应力多因素影响的沥青混凝土蠕变模型,经验证模型曲面与试验曲面相拟度非常高。     

玄武岩纤维改善心墙沥青混凝土性能的最佳掺量研究

为探究玄武岩纤维改善心墙沥青混凝土性能的最佳掺量,通过沥青混凝土单轴压缩、小梁弯曲、拉伸和水稳定性试验对0%～0.8%(占沥青混凝土质量比)不同玄武岩纤维掺量配制的心墙沥青混凝土的物理力学性能进行了研究。结果表明,掺加玄武岩纤维后的心墙沥青混凝土各项物理力学性能均得到了不同程度的提升。其中,当玄武岩掺量为0.6%时,心墙沥青混凝土的各项性能提升最高,压缩强度最大程度提高50.39%,弯曲强度提高44.22%,拉伸强度提高效果最为明显,提高了154.72%,水稳定系数提高25.61%。表明在配制心墙沥青混凝土时,添加玄武岩纤维能有效改善心墙沥青混凝土的各项物理力学性能,且玄武岩纤维最佳掺量在0.6%左右。     

改进施工措施对沥青混凝土心墙层间结合质量的影响研究

为了研究向沥青混凝土心墙层面洒水这种工程措施对于心墙层间结合质量的影响,在不同层面温度下室内模拟沥青混凝土心墙施工,进行小梁弯曲试验。试验结果显示:向心墙层面洒水后,结合面处骨料排列杂乱无序,并未产生明显分层现象;结合面处沥青混凝土抗弯强度最低为1.56 MPa左右,弯曲应变最低为1.9%左右,均能满足《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计规范》(DL/T 5411—2009)对抗弯强度和弯曲应变的要求;结合面处的强度和应变随层面温度的降低而降低,当层面温度为75℃时,强度和应变均下降了约10%,下降幅度较小,可将此温度作为采用该措施下无需人为加热层面的允许最低温度。结果表明,该工程措施可以避免柴油等有机溶剂对心墙层面造成污染,不会影响心墙沥青混凝土的密度、孔隙率和防渗性,不会对心墙层间结合质量造成影响,而且可以节约施工成本。     

沥青心墙与混凝土基座连接材料研究

在沥青混凝土心墙坝中,混凝土基座与沥青心墙结合能力直接影响着坝体的安全和防渗系统。通过模拟混凝土基座与沥青混凝土心墙的结合方法,分别选取沥青砂浆、沥青玛蹄脂、冷底子油以及不做处理4种不同的连接施工工艺进行研究,采用直接剪切的方法测试其强度。结果表明:在正应力相同的条件下,采用沥青玛蹄脂处理结合面的施工方法抗剪断强度最大,同时具有一定的抗变形能力。因此,推荐采用沥青玛蹄脂的施工方法,为沥青混凝土心墙坝混凝土基座与沥青心墙的连接施工方法提供了一定的参考依据。     

浸水时间对水工沥青混凝土弯曲性能影响研究

为研究不同浸水时间沥青混凝土的弯曲性能,通过小梁弯曲试验研究了浸水时间 0,50,75,100 h 沥青混凝土试件的弯曲性能。试验结果表明：浸水时间对不同温度下沥青混凝土的应力 - 应变曲线、弯曲性能有较大影响,随着浸水时间的增长其峰值应力下降,试件破坏形式主要呈延性破坏;在 3℃和 15℃时,沥青混凝土随着浸水时间增加,其抗弯强度减小,浸水时间在 50～100 h 时沥青混凝土抗弯强度下降趋势明显变缓;在 15℃时,沥青混凝土的弯曲模量随着浸水时间的增加而有所降低,弯曲模量逐渐趋于稳定;在 3℃时,沥青混凝土在浸水后弯曲模量下降较明显,随着浸水时间的增长,弯曲模量逐渐稳定。随着浸水时间的增长,沥青混凝土仍具有较好的抗弯强度和变形能力,研究结果可为沥青混凝土的研究提供参考。     

橡胶自密实混凝土基本力学性能试验研究

通过立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗压强度和弹性模量的试验,研究了不同类型、不同掺量的橡胶及Na OH溶液预处理方式对自密实混凝土的基本力学性能的影响。试验分析结果表明:随着橡胶掺量的增加,橡胶自密实混凝土变形能力随之提高,极限荷载下破坏形态呈现塑性破坏;但橡胶自密实混凝土的强度与弹性模量也均随之呈非线性下降,其下降的幅值与橡胶的类型及是否经Na OH溶液预处理等有关;掺入橡胶粉、细橡胶颗粒可提高橡胶自密实混凝土的拉压比、而掺入粗橡胶粉则对橡胶自密实混凝土的拉压比无影响。而橡胶颗粒通过Na OH溶液浸泡预处理,虽能提高橡胶颗粒与水泥净浆的黏结强度,但并不总对橡胶自密实混凝土的强度有贡献,其作用与橡胶的品种有关。     

不同温度-应力场下泥岩蠕变特性及本构模型

为探讨不同温度-应力场下泥岩的蠕变力学行为特征,对泥岩开展了常温(25 ℃)、60 ℃和120 ℃下的三轴分级加载蠕变试验,得到了各温度-应力场下对应的蠕变历时曲线和蠕变参数,给出了考虑温度和损伤效应的蠕变本构模型。研究结果表明:高温促进了泥岩内部分子运动,减弱了颗粒之间的相互胶结力,使其蠕变特征明显,而围压则能在一定程度上抑制泥岩内部损伤的发展;稳态蠕变速率随偏应力和温度的升高呈指数型函数增加,随围压升高则呈线性减小;各温度场下,泥岩的长期强度和长期抗剪强度特征参数随围压的升高呈良好的线性关系,相同围压下,温度越高,长期强度越小;在经典西原模型基础上,结合温度-应力场下泥岩的温度效应和损伤效应,建立了热-力耦合作用下的蠕变损伤本构模型,能很好地模拟各温度-应力场下泥岩的蠕变特征,拟合结果表明,弹性模量和黏性系数随温度的升高呈线性减小,而α则随温度的升高呈对数型函数增加。     

官帽舟水电站沥青混凝土心墙混合坝静力研究分析

官帽舟沥青混凝土心墙混合坝最大坝高109 m,坝体下游干燥区尽可能充分利用泄洪开挖利用料。根据筑坝材料试验参数,采用邓肯一张模型,进行三维非线性坝体静力研究分析,坝体最终沉降较小,坝体变形适度,沥青混凝土心墙顺河向位移很小,坝体的应力水平合理,沥青混凝土拉应力小于拉伸强度,说明沥青混凝土不会发生水力劈裂破坏。官帽舟沥青混凝土心墙混合坝能较充分利用泄洪开挖的软岩利用料,合理可行。     

土石坝沥青混凝土心墙施工期监测分析

阳江核电站土石坝沥青混凝土心墙进行安全监测时,对监测资料进行了较详细的分析.分析结果表明:心墙底部压应力测值增长与心墙高程升高关系协调.心墙不同高程处应变主要受温度、上部荷栽及两侧过渡料性质影响,心墙中上部应变随高程升高增长较快.表明心墙现阶段变形稳定,应变、应力测值和温度变化正常,符合土石坝变形基本规律.     

西藏拉洛水利枢纽大坝沥青混凝土心墙料三轴试验研究

水工沥青混凝土具有良好的抗渗性和耐久性,近年来被广泛用于大坝建筑物中。针对不同性质的骨料沥青混凝土,开展了不同温度(4.8,12.7℃和28.2℃)和不同剪切速率(0.05,0.2,1 mm/min)下三轴固结排水剪切试验,分析了骨料性质、温度、剪切速率等对沥青混凝土力学性能的影响规律。试验结果表明：(1)辉绿岩作为骨料的沥青混凝土黏聚力较骨料为灰岩的大,摩擦角偏低;且在细骨料中加入不同比例的天然河砂对沥青混凝土的力学性能影响较小,但掺入河砂会影响体变,且有增大破坏应变的趋势;(2)随着温度增高,试样强度明显降低,破坏应变明显增大,且围压越低,强度降低的趋势越明显,破坏应变增大的越少;随温度增加,模量参数K值减小,初始切线泊松比G有减小趋势,但影响并不显著;(3)剪切速率越大,沥青混凝土强度越高,破坏应变越小,K值越大,R_f和F基本不受剪切速率影响。