三轴应力状态下岩盐力学性质试验研究

本文通过对岩盐矿体的常规三轴和真三轴试验研究 ,获得了岩盐在三轴受力状态下的一些物理力学性质 ,研究表明 ,随着围压增大 ,岩盐的弹模和应力峰值应变增大 ,最终扩容量减少 ;在三向约束荷载作用下 ,岩盐的刚度和强度均显示出强化趋势 ;在自动卸载所显示的原岩破坏后 ,荷载的继续增加能使岩盐发生压力重新压密作用。围岩对岩盐变形时的侧向位移有制约作用。用库仑—莫尔准则能较好地解释岩盐三轴抗压强度和破坏特性     

压剪复合作用下镁基盐发泡混凝土墙体力学#br# 性能试验研究

对镁基盐发泡混凝土试验墙体进行了压剪复合作用下的力学性能试验，研究了镁基盐发泡混凝土墙体不同轴压比工况下的力学性能，对比分析了三种轴压比和水平荷载组合作用下墙体的变形位移、破坏过程、破坏机理等性能。结果表明：在压剪复合作用下随着轴压比的增大，试验墙体的开裂荷载、开裂位移、极限荷载、极限位移、破坏荷载都相应增大，但破坏位移相对减小，墙体的弹性工作阶段可以得到延长且墙体的局部变形能力更强；在压剪复合作用下试验墙体的裂缝扩展形式为自截面边缘向内部逐渐发展的近似水平裂缝，为典型的正截面弯曲破坏；在压剪复合作用下试验墙体的破坏机理是当墙体内一点处最大拉应力超过材料单向应力状态下的极限拉应力，材料就会发生破坏；在压剪复合作用下试验墙体的变形能力较差，是一种脆性构件且总体应力与其材料强度相比一直处于低应力状态。     

单轴-三轴和渗透水压条件下砂岩应变特性的CT试验研究

常规的应力应变试验难以清晰地反映砂岩在不同应力状态下的细观应变特性，然而，砂岩细观应变特性对一些工程的影响是非常巨大的。通过螺旋CT机以及与其配套的实时三轴加载和渗透压力设各对砂岩进行各种应力状态下的应变特性试验，反映出不同应力状态下的砂岩的应变特性有很大不同。结合CT图像和CT数的分析，对砂岩应变过程中的孔隙率的变化能直观地进行计算，以及对CT数方差的分析，能较简单地判断出砂岩的应变特性以及破坏模式。研究结果表明：（1）在单轴和三轴压力作用下，砂岩CT数方差变化剧烈的地方发生脆性变化，而方差比较稳定的地方发生塑性变化；（2）当有渗透水流作用时，砂岩应变特性与干砂岩的应变特性有明显差异，峰值强度显著增大，残余强度也明显增加；（3）砂岩在单轴干燥状态下是发生脆性破坏，而在有渗透压力和围压的情况下发生的是塑性破坏，有围压而没有渗透压作用时的破坏介于两者之间。     

周期荷载作用下红砂岩三轴疲劳变形特性试验研究

为了解三向应力状态下周期荷载作用时红砂岩的疲劳变形特性，利用RMT-150B岩石力学多功能试验机，对红砂岩试什进行不同围压时静态应力-应变全过程试验和疲劳试验。试验结果表明：三轴周划荷载作用下红砂岩疲劳破坏时的变形量与应力上限（б1-б3）水平线任相应围压下的静态应力-应变全过程曲线峰后犀对应的变形量相当；轴向小可逆变形发展呈现三阶段规律；三轴周期荷载的上限应力和幅值对疲劳破坏特性有显著影响。     

角科斗栱轴压与抗震性能试验研究及数值分析

为研究角科斗栱的轴压与抗震性能，对2个足尺角科斗栱模型分别进行轴压与拟静力试验，得到了斗栱的破坏形态、荷载-位移曲线、滞回和骨架曲线、刚度和承载力退化、耗能能力及位移延性系数。结果表明：轴压荷载作用下，大斗鼓曲压溃，斜翘和搭角正翘后带正心瓜栱开裂，荷载-位移曲线具有明显的密实段、弹性段、塑性段和强化段，刚度退化严重，残余变形较大；水平荷载作用下，大斗压溃劈裂，馒头榫挤压剪断，平板枋嵌压，搭角挑檐枋拔榫，斗栱滞回曲线和骨架曲线正负向不对称，刚度和承载力退化严重，而耗能和变形能力较高。分别建立了斗栱在轴压荷载与水平荷载作用下的数值模型，在模型合理性验证的基础上，分析了木材材性和摩擦系数对斗栱轴压与抗震性能的影响。参数分析表明：随顺纹抗压强度和摩擦系数的增加，斗栱的初始刚度基本不变，而承载力显著增大；横纹径向弹性模量对斗栱的初始刚度与承载力影响均不明显。     

冻融环境下普通混凝土三轴受压强度与变形特性的试验研究

本文对普通混凝土经冻融后在三向压荷载作用下的变形和强度特性进行了试验研究。试件尺寸为100mm×100mm×100mm。试验过程中测得了混凝土在常态和经过25次、50次、75次三个级别的冻融循环后在三轴压作用下的应力～应变关系曲线和三轴强度,分析了主应力σ1、σ2和σ3及其应变随冻融循环次数和主应力比的变化规律,观察了试件的破坏形态,建立了相应的破坏准则。     

三轴应力状态下不同湿度原状黄土的结构性定量化参数

通过对黄土结构性研究现状的分析，对与原状样干密度相同的扰动饱和土施加荷载来实现破坏结构性的目的，以三轴试验得到的原状黄土以及扰动饱和黄土的应力-应变曲线为基础，用一个定量化结构性参数综合反映土的排列和胶结特征所表现出的综合结构势（结构性强弱），探讨不同围压及含水量下结构性参数在剪切过程中的变化特性。研究结果表明：（1）定义的结构性参数能够反映围压、含水量对原状黄土剪切过程中结构性的影响，具有很好的合理性、灵敏性和稳定性：（2）结构性参数随着含水量的增大而减小，低应变时含水量对结构性的影响很明显，这种影响随着应变增大而逐渐减弱；（3）初始加荷和试样破坏时，结构性参数随着围压的增大而减小，应变达到15％时，结构性参数随着围压的增大呈先增大后减小的趋势。     

再生混凝土常规三轴受压性能试验研究

进行了12个再生混凝土试件常规三轴受压试验考察围压值和取代率对再生混凝土破坏形态、应力-应变曲线、力学性能指标的影响。研究结果表明:常规三轴受压状态下,再生混凝土均为剪切破坏,破坏时有较明显的脆性;再生混凝土的峰值应力、峰值应变、弹性模量随围压值增大而显著提高但受取代率的影响不大;增大围压值能有效提高再生混凝土的延性性能和耗能能力。     

韧性岩石常规三轴压缩试验及变形与损伤演化规律研究

 利用岩石全自动三轴伺服仪,对向家坝水电站坝基挤压带强风化砂岩进行不同围压下的常规三轴压缩试验,并对岩石变形和破坏机制进行研究。试验结果表明：该强风化砂岩表现出显著的非线性变形和延性破坏特征,属于韧性岩石。在偏压作用下,岩石轴向和侧向应变分别为5%和4%,体积膨胀量为4%以上。岩石变形力学参数随荷载的变化而变化,随偏应力的增大,岩石弹性模量减小,泊松比增大。围压可提高岩石抵抗变形和破坏的能力,围压越大,岩石发生扩容的起始偏应力越大。基于密度方法研究岩石损伤演化规律。加载初期,岩石被压密,处于无损阶段;当偏应力超过一定水平时,岩石出现损伤,且损伤量与等效应变呈线性关系,密度损伤阈值低于0.12。试验结果对向家坝水电站坝基稳定性分析有重要参考价值。     

超高性能混凝土三轴受压力学性能及破坏准则

为研究超高性能混凝土(UHPC)三轴受压力学性能及破坏准则，考虑围压、钢纤维体积掺量和长径比、聚丙烯纤维体积掺量等主要因素，设计制作39个超高性能混凝土圆柱体试件。通过常规三轴受压试验，考察UHPC三轴破坏形态，分析三轴应力-应变关系全曲线，揭示强度和变形性能指标变化规律，提出考虑纤维特征参数的UHPC多轴破坏准则。结果表明：三轴应力状态下UHPC的破坏形态均呈剪切型，围压对裂缝形成与分布影响显著；UHPC三轴受压全过程曲线分为线弹性段、非线性硬化段和应变软化段三部分；施加围压和掺入钢纤维均能显著改善UHPC三轴受压力学性能，当围压从0 MPa增至40 MPa时，峰值应力和峰值应变分别最大增加161.7%和224.7%,当钢纤维体积掺量由0%增至3%以及长径比由30增至80时，峰值应力和峰值应变分别最大增加24.6%和68.6%;聚丙烯纤维可有效提升UHPC的变形能力；围压对UHPC三轴受压力学性能的影响最大，钢纤维的影响次之，聚丙烯纤维的影响最小。基于Willam-Warnke五参数模型建立了UHPC破坏准则，模型预测结果与试验结果吻合较好。     

玻璃纤维管再生混凝土柱轴心重复受压试验研究

为研究玻璃纤维管再生混凝土柱的轴压性能,对7根不同直径的圆形截面玻璃纤维管再生混凝土柱进行了轴向重复受压试验,分析了其破坏过程及破坏形态、特征荷载和位移、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、荷载-残余位移曲线和骨架曲线.结果表明:截面直径较小的试件发生剪切破坏,截面直径较大的试件发生环向破坏,最终内部混凝土被压溃,各试件截面规整且均未发生扭曲破坏;玻璃纤维空管的承载力相对较低,破坏时属于脆性破坏;随着试件直径的增大,试件的轴压承载力和刚度逐渐增大;玻璃纤维管再生混凝土柱极限承载力相比玻璃纤维空管显著提高,在重复荷载作用下,玻璃纤维管再生混凝土柱具有较好的延性和耗能能力.     

自密实微膨胀混凝土填充圆钢管约束钢筋混凝土柱轴压性能试验研究

为了探究自密实微膨胀混凝土填充圆钢管(SMCFCST)约束钢筋混凝土(RC)柱的轴压性能，设计并制作了8根约束柱和1根无约束RC柱，并对其进行轴压试验。试验参数包括钢管厚度、自密实微膨胀填充混凝土强度、填充混凝土类型和初始轴压力。记录试件破坏模式和加载数据，并绘制相应的荷载-竖向变形曲线和荷载-应变曲线。结果表明：RC柱被SMCFCST约束后，其峰值荷载和延性均显著提高；随着钢管厚度增大，约束柱的峰值荷载显著增大；随着自密实微膨胀填充混凝土强度增大，约束柱的峰值荷载小幅增大；而填充混凝土类型和初始轴压力对约束柱峰值荷载的影响不明显。修改GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》公式，得到SMCFCST约束柱的轴压承载力预测公式。预测值与试验值比值的平均值为0.956,标准差为0.064。     

重复荷载作用下箍筋约束混凝土T形柱性能

结构构件在实际使用期间可能会承受荷载随机或有规律地多次重复加卸作用,为研究轴压重复荷载作用下箍筋约束混凝土T形柱的性能,对5根不同配箍特征值的试件进行轴压重复荷载试验,并与1根单调轴心受压荷载作用下的试件对比,结果表明:轴压重复荷载作用下试件的破坏特征与单调轴心受压荷载作用下相似,随着配箍特征值增大,试件的破坏类型由斜向破坏变为纵向压碎破坏,峰值荷载及相应位移增大,骨架曲线下降段趋于平缓,试件的刚度退化得到有效延缓,延性变好,延性系数的计算结果与试验结果吻合良好,建立的公式可用于轴压重复荷载作用下箍筋约束混凝土T形柱延性系数的计算。     

轴压比对空腹式型钢混凝土柱抗震性能的影响

为研究轴压比对空腹式型钢混凝土柱（SRC）抗震性能的影响，选取已有文献的试验结果，结合ABAQUS有限元分析软件进行了模拟计算及验证，并在吻合结果较好的模型基础上进行了应力分析和19个试件的参数分析，分析轴压比对其抗震性能的影响和研究该种组合柱的轴压比限值。结果表明，所建立的有限元模型在滞回曲线和破坏形态上较好地与试验结果吻合；空腹式SRC柱承受水平荷载时缀板和角钢均达到了屈服，发挥其作用；随着轴压比的增大，试件的抗剪承载力先增大后减小，在轴压比为0.3时达到最大值，提高了8.9%，而延性随轴压比增大而降低，基于规范要求延性>3的规定，建议空腹式型钢混凝土柱的轴压比限值≤0.55。     

波浪循环荷载作用下滨海软土水平向动力特性试验研究

为研究海上风电桩基在波浪荷载作用下,产生水平向循环荷载对桩基周围土体动力特性的影响,以唐山地区滨海软土为研究对象,通过室内动三轴试验,研究不同围压、动应力幅值和振动次数条件下对软土水平向动力特性的影响。结果表明:软土水平向动强度随围压增加而增加,随振动次数增加而减小;动应力幅值增大,破坏振次减小;水平向动应变εd随振动次数增加变大,且动应力幅值越大,增速越明显,变化规律遵循Monismith模型;动应力幅值改变时,软土水平向动模量变化明显,当围压减小,动弹性模量减小;曹妃甸软土水平向间具有明显的结构性,不同围压条件下,随动应力幅值增加动阻尼比均表现增大趋势。     

不同冲击荷载作用下软黏土真三轴试验研究

采用SPAX-2000改进型静动真三轴测试系统,对典型的饱和软黏土试样(含水量50%~68%)进行了不同固结围压(100kPa、150kPa、200kPa)和不同冲击荷载频率(1Hz、5Hz、10Hz)下的三轴冲击试验和不排水剪切试验,研究了不同条件下软黏土的力学响应和强度特性。试验结果表明:冲击固结阶段,在相同围压、不同冲击荷载频率下,试样的偏应力峰值和轴向应变均随着荷载频率的增大而减小;在相同冲击荷载频率、不同围压下,偏应力峰值随着围压的增大而增大,轴向应变随着固结围压的增大而减小;根据测试数据,建立了适用于软黏土的变形模量增加率与冲击次数的经验关系,并给出了适用条件。     

RRTS–II型岩石流变扰动效应试验仪

 深井软岩条件下扰动荷载会引起围岩流变变形，研制岩石流变扰动效应试验仪并进行试验，是建立巷道围岩本构关系的前提。试验仪应能对岩石试样施加长期恒定的轴压和围压，可以施加扰动荷载，并能测试扰动荷载及其引起的岩石变形量。为此研发的RRTS–II型岩石流变扰动效应试验仪，轴向荷载采用重力加载，适用于长期流变试验；加载采用齿轮与液压2级扩力，压力可达到100 MPa，扩力比可达60～100倍；能够施加冲击与爆破2种扰动荷载，使用爆破振动记录仪测试扰动荷载强度，测量精度可达到0.015 mm/s；配有三轴压力室，使用高压气体储能器提供围压，压力可达10 MPa；并配备有荷载、位移、应变和振动测试系统及相应的数据处理软件。该试验仪适用于单轴和低围压三轴压缩蠕变扰动效应试验，试验结果表明，试验仪结构合理，性能稳定，精确度较高。     

三轴压缩载荷作用下单裂隙扩展的CT实时扫描试验

 为研究岩石裂隙在三轴加载作用下的扩展规律,精选出一种与岩石物理力学性质相似的陶瓷制作试件,并在试件中部预置一条圆币状裂隙,进行三轴加载过程中的CT实时扫描试验。采取3种不同区域划分方案,通过对不同层、不同阶段的CT数、CT方差、CT图像的对比分析,获得裂隙被压密、自相似扩展、翼裂纹扩展、微裂纹扩展、裂纹加速扩展直到试件破坏的整个裂隙扩展过程。试验结果表明,在三轴压缩荷载作用下,裂隙被压密较为明显,翼裂纹扩展缓慢,自相似扩展更大,而且翼裂纹的扩展是从自相似扩展后的边缘开始的。总之,预置裂隙的扩展受围压影响很大,扩展过程相当艰难,试件破坏类似于延性破坏。     

交通荷载引起的静偏应力对饱和软黏土不排水循环性状影响的试验研究

为研究交通荷载引起的静偏应力对饱和软黏土的不排水循环性状的影响,设计了室内不排水动三轴试验,将动应力简化为静偏应力与正弦荷载的叠加,研究了静偏应力对饱和软黏土变形、孔压发展规律以及动强度的影响。研究表明,静偏应力对土体动力特性影响很大,加快了塑性变形、残余孔压发展,降低了动强度曲线,减小了最小极限循环强度。且静偏应力的影响随着静偏应力的增大而显著。研究结果说明,交通荷载引起的动应力作用下,饱和软黏土更容易破坏。     

压剪复合作用下镁基盐发泡混凝土墙体力学性能试验研究

对镁基盐发泡混凝土试验墙体进行了压剪复合作用下的力学性能试验,研究了镁基盐发泡混凝土墙体不同轴压比工况下的力学性能,对比分析了三种轴压比和水平荷载组合作用下墙体的变形位移、破坏过程、破坏机理等性能。结果表明:在压剪复合作用下随着轴压比的增大,试验墙体的开裂荷载、开裂位移、极限荷载、极限位移、破坏荷载都相应增大,但破坏位移相对减小,墙体的弹性工作阶段可以得到延长且墙体的局部变形能力更强;在压剪复合作用下试验墙体的裂缝扩展形式为自截面边缘向内部逐渐发展的近似水平裂缝,为典型的正截面弯曲破坏;在压剪复合作用下试验墙体的破坏机理是当墙体内一点处最大拉应力超过材料单向应力状态下的极限拉应力,材料就会发生破坏;在压剪复合作用下试验墙体的变形能力较差,是一种脆性构件且总体应力与其材料强度相比一直处于低应力状态。