粗粒土在三向卸载时的强度特性试验研究

卸载是引起岩土材料破坏的常见工况,为了研究粗粒土在不同中主应力系数b情况下三向卸载时的强度特性,使用真三轴仪对粗粒土进行偏应力q保持300 kPa不变,球应力p不断减小的等q、等b三向等量卸载试验,分析三向卸载条件下粗粒土的强度特性,研究常用强度准则对卸载条件粗粒土的适用性。试验结果表明：在三向等量卸载条件下,粗粒土的强度参数与中主应力系数b有关;对于不同的b值,b=0时的内摩擦角φ_b最小,破坏应力比M_b最大;破坏应力比M_b随着b的增大而减小,且随着b的增大,减小的梯度在逐渐减小;内摩擦角φ_b在b值较小时随着b的增大而增大,在b值较大时随着b的增大而减小,3个方向剪切的共同影响可以解释这一变化规律;Matsuoka-Nakai强度准则、粗粒土应力不变量强度准则和Lade-Duncan强度准则这3个强度准则都能反映内摩擦角φ_b与b之间的这一规律,其中,Matsuoka-Nakai强度准则在b值较小时与试验结果较为接近,粗粒土应力不变量强度准则在b值较大时与试验结果较为接近;粗粒土角隅函数强度准则与等q、等b试验结果较为吻合。     

颗粒破碎对砂土剪胀特性和强度特性影响的试验研究

为了研究颗粒破碎对砂土剪胀特性和强度特性影响,利用三轴试验系统对不同围压作用下的钙质砂和石英砂进行了一系列的三轴试验,对比研究了石英砂和钙质砂的剪胀特性和强度特性。结果表明：钙质砂的破碎率随着围压增大而增大,两种砂土的应力-应变曲线都表现出应变软化现象。钙质砂和石英砂均表现为先剪缩、后剪胀,且钙质砂的剪胀性强于石英砂。钙质砂和石英砂的峰值摩擦角和剪胀角随着围压的增大而减小。相同围压下,钙质砂的峰值摩擦角大于石英砂。钙质砂的临界摩擦角大于石英砂,二者不随围压变化而变化。构建了考虑颗粒破碎影响的剪胀方程,能够较好地描述钙质砂在应变硬化阶段的剪胀特性。     

土工布加筋粗颗粒土变形与强度特性试验研究

对不同土工布加筋层数的粗颗粒土试样进行常规三轴固结排水剪切试验,探讨试样加筋层数（简称筋数n=0～3）对粗颗粒土变形、强度特性的影响。结果表明：筋数n每增加1,不同围压下试样破坏时的轴向应变增大0.91%～2.00%,土体韧性增强,筋材可抑制试样的侧向变形;不同围压下,平均筋数n每增加1,试样变形模量增大5 378 kPa。加筋能够增大相变时的体积应变;在p-q平面内,同一筋数n下的相变点和破坏点均可用直线拟合。粗颗粒土的强度指标总体随筋数的增加而增大。对线性指标c和非线性指标φ₀、Δφ,其随试样筋数n的变化均可近似用直线表示;n每增加1,内摩擦角φ''增大1.75°。最后提出一个方便表述加筋量多少的指标-加筋疏密指数I_R,并给出三轴试验获得I_R的方法。整理发现试样黏聚力c及准黏聚力Δc（加筋土比素土黏聚力的提高量）与I_R均可用直线拟合;I_R每增加1 m^-1,c和Δc分别提高9.1和13.5 kPa。利用该参数对三轴试验下砂土、黏土和粗颗粒土加筋对其强度提高的效果进行总结分析,加筋对不同土c提高量差异显著,I_R每增加1 m^-1,砂土、黏土和粗颗粒土c分别提高0.07、0.50和8.75 kPa。基于准黏聚力原理,建立c及Δc与I_R的关系,可根据该公式直接估计土体加筋后的黏聚力或准黏聚力。     

间断级配吹填珊瑚砂剪切和颗粒破碎特性

岛礁地基通过水力吹填的方式建造而成。吹填地层中常存在大小颗粒共存的间断级配状态,颗粒级配的间断条件对吹填珊瑚砂的力学特性有显著影响。针对吹填珊瑚砂开展不同有效围压、相对密实度和含砾量的三轴排水剪切试验,探究静力荷载作用下间断级配珊瑚砂砾混合料的强度与变形特性,并分析珊瑚砂砾混合料颗粒破碎的演化规律。结果表明：试样的应力—应变关系曲线受到围压和密实度的显著影响,珊瑚砂砾混合料的峰值摩擦角和峰值剪胀角均随有效围压的增大而减小,随密实度的增大而增大;同一有效围压水平下,随着含砾量的增加,密实程度不同的珊瑚砂砾混合料强度表现出不同的增长规律,这可能与珊瑚砂砾混合料中粗细骨料接触状态和组成比例有关。另外,还研究了剪切过程中不同含砾量条件下珊瑚砂砾混合料的塑性功与相对破碎指数的关联性,建立了相对破碎指数B_r与塑性功W_p的相关函数。     

试样尺寸对粗粒土强度及变形试验影响研究

对某堆石料进行了3种（大、中、小）不同直径试样的三轴固结排水剪切试验,研究在不同试样尺寸下粗粒土的应力一应变及强度特性差异,初步探讨了试样尺寸大小对应力一应变及强度性质的影响。结果表明：不同尺寸大小的试样所测定的应力一应变关系及剪胀性相似,但量值大小有差异;对相同围压下同一种级配粗粒土,较小尺寸试样峰值强度高于较大尺寸试样的强度,随着试样尺寸的增大,增加幅度呈减小趋势;低围压下试样直径变化引起的摩擦角测定值变化较大,高围压下直径影响变小。对应l％应变的割线杨氏模量和体积模量随试样大小有一定程度的变化,其变化规律有待更多试验验证。     

加筋粗粒土大型三轴试验研究

采用大型三轴剪切仪,对粗粒土,加筋粗粒土强度变形特性进行了实验研究。试验结果表明不同围压条件下粗粒土和加筋粗粒土剪切的应力-应变关系类似,应力应变关系表现为应变硬化型;当轴向应变较小时,加筋效果不明显,随着轴向应变的逐渐增大,加筋效果逐渐发挥;粗粒土加筋后的内聚力c有明显增加,但是内摩擦角φ基本不变,侧向变形减小,体积变形增大;对邓肯-张模型的适用性进行分析,表明邓肯-张模型中切线弹性模量能很好适用于加筋粗粒土,但不能很好地反映加筋粗粒土变形特性;在试验的基础上提出了轴向应变与侧向应变的二次函数关系,建立了粗粒土的体积应变与轴向应变的函数方程,并对粗粒土以及加筋粗粒土的三轴试验体积应变数据进行了预测。     

密实度对粗粒料力学特性影响三轴试验研究

针对3种不同相对密实度的某大坝覆盖层无粘性粗粒料制作试验替代料,进行不同围压下的常规三轴固结排水剪试验,着重研究不同相对密实度对粗粒料力学特性的影响.试验结果表明:在达到峰值强度之前,随着相对密实度和围压的增大,初始切线模量逐渐增大;同一围压下,随着相对密实度的增大,应力应变曲线软化现象更加明显,剪胀性逐渐变强;密实度...     

配置高强抗剪钢筋的混凝土整浇界面直剪性能试验研究

为研究抗剪钢筋的屈服强度f_y和混凝土保护层厚度h对混凝土整浇界面直剪性能的影响,开展了12个Z形试件推出式试验。基于试验现象和界面实测的荷载滑移曲线,提出界面剪力传递机理。根据试件的承载力测试值,对规范ACI、PCI以及AASHTO的界面直剪承载力计算公式进行评估分析。结果表明：当f_y由400 MPa提高至600 MPa或h由20 mm增加至40 mm时,界面的直剪强度和刚度均无显著变化,但h的变化会引起界面破坏模式的改变;混凝土的粘结力和内聚力对界面直剪承载力的贡献较大;3个规范的计算公式都能较好地应用于工程设计,但ACI和PCI计算公式过于保守,AASHTO计算公式的计算精度较高。     

350 km/h高速铁路有砟轨道基床结构的技术条件分析

采用车辆轨道路基垂向耦合动力学模型,研究了轨道高低不平顺下有砟轨道路基动力影响系数φ_i的概率分布特性;根据循环荷载下路基粗粒土典型填料单元模型试验反映出的累积变形状态特征与荷载水平的关系,明确了基床以下填料处于无时间效应变形状态、基床填料处于微弱时间效应变形状态的设计工作状态;以基床结构的动强度、长期动力稳定性、循环变形为设计控制指标,开展了高速铁路有砟轨道基床结构的技术条件分析。研究表明：表征路基承受列车动力效应程度的φ_i沿线路纵向服从对数正态分布;列车荷载作用下,路基各结构层的累积变形状态与填料性质密切相关;基床结构的长期动力稳定性为设计主控因素,据此,提出了适用于350 km/h有砟轨道高铁基床双层结构型式的技术标准建议。     

填海作用对海积软土的抗剪强度影响试验研究

以钦州港临海园区和防城港企沙工业园填海场地海积软土为研究对象,分析了填海场地海积软土赋存环境要素的变化规律。采用机制模拟技术装置,对海积软土的孔隙水离子化学组分浓度和上覆填海层厚度发生变化的情况进行了人工模拟制样,获得了“印记”了赋存环境要素的人工软土样品,并对人工软土样品进行了直剪试验。结果表明：填海层对海积软土层的附加荷载应力、水力联系变化、水化学场变化三大赋存环境要素可采用“一种土的浸泡荷载联动装置”进行模拟;随着填海层附加荷载应力的增大,人工软土样的粘聚力c和内摩擦角φ随之增大;随着浸泡液不同离子成分浓度变化,对人工软土样的粘聚力c和内摩擦角φ影响效果不一,随着离子浓度的增加,Ca²⁺比Mg²⁺对抗剪强度指标的影响大;填海层附加荷载应力与浸泡液离子组分双因素同时作用下,对土样的抗剪强度指标存在相互耦合效应,其耦合效应对黏聚力影响明显,对内摩擦角影响较小。     

关于5h推定水泥28d强度的试验研究

本通过对水泥强度的快速平行对比试验的测试，得出了5h/28d强度比值，基本上解决了水泥快速测定问题。     

兰尖铁矿兰山采场南帮软弱结构面抗剪强度的现场测定

介绍了兰尖铁矿兰山采场南帮原位软弱结构面剪切试验的方法、技术及其结果,并结合地质描述资料对试验数据进行分析,从而获得比较可靠的抗剪强度指标,为采场南帮边坡稳定性分析奠定了基础.另外,还讨论了单点摩擦试验与多点直剪试验的成果差异,提出单点摩擦强度低于残余强度的看法.     

不同强度等级再生混凝土抗折性能的研究

为研究不同强度等级再生混凝土的抗折性能,设计了C30,C40,C50三个强度等级的再生混凝土,并对其抗折强度、抗压强度进行试验研究.试验结果表明:同一强度等级,再生混凝土可以达到甚至超过普通混凝土的抗折强度,再生混凝土的抗折强度与立方体抗压强度比值与普通混凝土接近;随着混凝土强度等级的升高,其抗折强度与立方体抗压强度的比值逐渐减小.     

混凝土几种抗压强度之间的关系

由于实际结构中的混凝土与标准养护试块之间有很大差异 ,所以传统检测方法中用标准养护试块抗压强度来确定结构中混凝土的强度等级是不恰当的 .为寻找最佳的能代表结构中混凝土强度的强度 ,本试验对郑州市两个厂家的混凝土分别进行标养强度、同条件养护强度及结构实体取芯强度的测定 ,分析三者之间的相互关系及造成其差异的因素 ,得出三种强度的相关关系式 ,从而找出了适合郑州市检测结构实体混凝土强度与混凝土强度等级判定标准之间的切合点     

改善钒催化剂机械强度的实验研究

整体式钒催化剂是一种新型的具有规则交错孔道的低阻力催化剂。但其内部孔道的存在要求催化剂材料本身具有较好的机械性能。通过对现有工业钒催化剂配方的筛选比较,选择机械强度较好的S105催化剂配方,即V2O57.0%～8.5%,K2SO417%～25%,Na2SO46%～10%,硫磺粉1%～2%,作为试验基础配方;研究了成型压力、含水量、pH值、捏合次数和陈化时间等工艺参数对催化剂机械强度的影响,并通过加入添加剂及优化条件试验,大大提高了以S105工业钒催化剂配方为基础的催化剂的机械性能,确定工艺参数为:成型压力15MPa,含水量30%,pH值为2～3;添加2%的石墨,5%的高温粘结剂和5%的10mm玻璃纤维;混捏次数为4次,陈化时间24h。制得的钒催化剂抗侧压强度>5MPa,抗拉强度>4MPa,比优化前催化剂材料机械强度提高了4～5倍,外观光滑。     

聚乙烯醇纤维水泥基复合材料拉压比试验研究

立方体抗压强度和劈裂抗拉强度试验,是研究聚乙烯醇纤维对水泥基复合材料拉压比性能影响的最直接的方法。立方体试件的尺寸为100mm×100mm×100mm,PVA纤维掺量分别为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%,粉煤灰掺量为30%、50%。试验结果表明,掺入PVA纤维对立方体抗压强度影响不显著,而劈裂抗拉强度则提高了42.64%～135.12%,拉压比提高36.82%～134.27%;30%粉煤灰掺量的水泥基复合材料比50%粉煤灰掺量的水泥基复合材料抗压强度高20%以上,但对劈裂抗拉强度影响不明显。PVA纤维水泥基复合材料立方体抗压试块裂缝开展路径较多,不易破碎,抗压韧性显著增强。     

高强混凝土抗冻性能的试验研究

针对我国对高强混凝土的配制技术、技术性能及施工等方面都缺乏系统研究的情况,通过试验的方法研究了掺入硅粉高强混凝土的早期强度及抗冻性能.结果表明,掺硅粉高强混凝土表现出优良的抗冻性.综合研究结果表明,掺入硅粉后的高强混凝土的各种性能均高于基准高强混凝土.     

Damage and Fracture Strength Behavior of Jointed Rockmass

The strength of rockmass from two aspects is analyzed.Firstly,the strength of the rockmass is mainly controlled by the critical stress value of rock,and the contribution of joints is to increase the effective stresses of rock and to decrease the damage strength of rockmass according to the macro-damage mechanics of rockmass,Secondly,the strength of rockmass is mainly controlled by the fracture strength of joints.Based on the comprehensive analysis and comparison for the damage strength of rockmass and the fracture strength of joints.A composite damage theory of rockmass may be established.     

低碳超高强石渣混凝土的力学性能试验研究

低碳超高强石渣混凝土是利用地方原材料自主研发的强度高达131.1MPa、水泥消耗量低至350 kgm-3的新型环境友好型混凝土.本文进行了23组立方体试件和10组棱柱体试件的抗压试验、21组劈拉试验、11组抗折试验,初步研究了超高强石渣混凝土的力学性能,包括劈裂抗拉强度、抗折强度、轴心抗压强度、变形模量等.试验结果表明,超高强石渣混凝土具有与超高强混凝土迥然不同的力学特性：受压变形过程中,泊桑比几乎保持不变,其值高于超高强混凝土的数值,达到0.256;拉压比在1/11.7-1/17.8之间;折压比为1/8.9-1/15.1;变形模量在12586-16905MPa之间,小于超高强混凝土、高强混凝土的数值,经分析后认为石渣比表面积比河砂大是导致变形模量偏低的原因.     

低温条件下矿物掺合料对混凝土强度发展及抗冻临界强度的影响

目的为了推广矿物掺合料在冬期施工中的应用。研究了不同掺量矿物掺合料的混凝土在低温条件下的强度发展情况。及其对抗冻临界强度的影响．方法采用恒低温一次冻结法和自然变低温多次冻结法。测试各种掺量的混凝土在不同龄期的强度值、抗冻临界强度值及在低温条件下达到该值的时间．结果复掺复合外加剂和适宜掺量矿物掺合料的混凝土，在低温条件下能够防止早期受冻，强度发展满足冬期施工要求．粉煤灰掺量不宜超过15％，硅灰掺量不宜超过5％，双掺粉煤灰10％和硅灰4％取代水泥时，效果更显著．结论结合复合外加剂，单掺粉煤灰10％～15％和硅灰5％，低温7d强度可达到设计强度的50％，低温7d转正温7d强度达到设计强度；双掺粉煤灰10％和硅灰4％取代水泥。低温7d强度达到设计强度的60％。低温7d转正温7d强度超过设计强度。恒低温条件下28h达到抗冻临界强度3．5MPa。变低温条件下34h达到抗冻临界强度4．1MPa，均满足规范要求．