南京地区粉土的不排水三轴压缩试验

通过全自动三轴仪进行了南京地区粉土的三轴不排水的试验,研究了围压和干密度对应力-应变曲线、孔隙水压力曲线和有效主应力比曲线的影响.试验表明:高围压状态下粉土试样呈现出弱应变软化型,而低围压状态下呈现出应变稳定型;低围压下试样在加载初期产生正孔隙水压力,随后产生负孔隙水压力,其后基本保持稳定;干密度越大,主应力差峰值越大,表现出较大的剪胀性,孔隙水压力易出现负孔隙水压力;干密度值较高时,土样处于密实状态,表现出剪胀特性,有效主应力比-应变曲线近于应变软化型;围压较低、干密度较大时,试样易表现出软化特征,试样出现剪切带破坏,强度明显下降.     

基于三轴压缩试验的软岩遇水强度软化规律研究

针对软岩遇水软化导致强度降低的现象,对云南省富源县的典型软岩试样进行了三轴压缩试验,讨论了软岩遇水软化的强度变化规律。试验首先获取了该软岩的矿物成分、扫描电镜图片和浸水前后的结构状态变化;然后分别对天然状态和饱水状态的两种试样开展了常规三轴压缩试验,测定不同围压(1、3、5 MPa)下的应力-应变关系曲线。试验结果表明:软岩在浸水12h后,其岩体结构出现明显的崩解现象,表明软岩的水敏性较强;分析软岩的三轴应力-应变曲线可以看出该试样主要经历初始压密、线弹性变形、塑性变形和破坏后软化4个阶段;通过对比两种状态试样的峰值强度发现该软岩试样的软化程度随围压的增加有一定程度的减弱。研究结果对于围岩支护工程中软岩的长期稳定性分析具有一定的参考价值。     

DIC技术分析玄武岩纤维混凝土单轴受压应力应变曲线研究

基于DIC技术对玄武岩纤维混凝土在单轴受压过程中的全场位移和应变进行采集,分析混凝土在不同纤维掺量、不同受力阶段下应变云图的变化特征和变形参数的变化规律,并拟合出玄武岩纤维混凝土单轴受压的应力应变曲线.结果 表明:掺入玄武岩纤维可减小混凝土的变形,0.2％纤维掺量的混凝土整体变形性能更好.不同玄武岩纤维掺量混凝土的应力-应变曲线上升段几乎重合,下降段表现出不同的变形性能.掺入纤维可以降低峰值应变到极限应变下降斜率,掺入0.2％玄武岩纤维更有利于提高本试验条件下混凝土的延性性能.     

基于三轴压缩的岩石峰前裂隙发育及损伤规律研究

基于核磁共振技术,对大理岩三轴压缩作用下的裂隙发展规律进行分析,得到大理岩在10 MPa围压条件下的应力-应变曲线,不同轴压状态下岩石孔隙度及T2谱曲线,利用颗粒流程序对10MPa围压条件下的岩样裂隙形成过程进行追踪试验。研究结果表明:T2谱曲线能反映岩石内部裂隙发育过程,孔隙度随轴向应力增加呈指数形式增长。大理岩在三轴压缩低轴压阶段,岩石损伤以裂隙数增加为主要特征;高轴压条件下,岩石损伤主要由裂隙数增加及裂隙贯通引起。10MPa围压状态下的大理岩损伤度随岩石孔隙度、轴向应力的变化特征符合指数函数关系。     

三轴应力条件下泡沫轻质土压缩特性

为探究在复杂应力条件下泡沫轻质土的压缩特性,通过不固结不排水三轴压缩试验研究了三种不同湿密度的泡沫轻质土在多种围压状态下的应力-应变分布规律、抗剪强度特性和破坏形态.结果 表明,泡沫轻质土的三轴压缩变形过程可划分为弹性变形-应变硬化-压密破坏三个阶段.同一湿密度泡沫轻质土的偏应力和峰值应变随加载围压增大均呈现先增大后减小规律.提高泡沫轻质土湿密度,降低孔隙率,能够增大其粘聚力及内摩擦角,粘聚力约为同龄期无侧限抗压强度0.34倍,实测轻质土侧向压力系数与理论计算值一致.轻质土试件破坏形态与其力学强度有关,可根据最终破坏形态分为剪切破坏和压密破坏两类.     

不同应力路径循环加卸载下大理岩变形特性试验研究

对粉色大理岩进行常规三轴加载试验和循环三轴加卸载试验,分析了不同应力路径下岩石破坏应力-应变关系,研究了循环加卸载条件下大理岩动弹性模量演化规律。研究表明：不同应力路径下塑性屈服段应力-应变曲线差异较大,围压越大差异越明显;循环加卸载路径下的峰值强度较常规三轴路径下峰值强度减小,滞回环面积与形状随围压增加而增大;循环加卸载下动弹性模量波动式缓慢增长,恒围压路径下的动弹性模量较卸围压路径下的大。     

全尾砂充填体蠕变性能试验及数值模拟研究

通过室内充填体试件单轴蠕变试验研究了充填体蠕变特性,采用Burgers模型对单轴蠕变试验结果进行了拟合。基于拟合结果利用FLAC~(3D)软件中的Burgers模型模拟研究了充填体三轴蠕变特性。结果表明:在单轴应力作用下,充填体表现出显著的蠕变特性,轴向应变随轴压的增加而增加。Burgers可以较好地描述不同加载应力时的充填体蠕变特性,拟合精度较高。单轴蠕变模拟结果与试验曲线吻合较好,三轴蠕变模拟结果表明围压对充填体蠕变特性影响显著,蠕变变形和应变速率随围压的增加而减小。     

基于DIC的BFRC受压损伤特性及本构模型研究

采用数字图像相关(DIC)技术对玄武岩纤维混凝土(BFRC)受压过程中试件表面应变场进行计算,分析了试件表面水平应变云图变化情况,得到了BFRC受压损伤演化规律;通过对水平应变场统计分析,利用应变场标准差统计指标定义损伤演化因子,得到不同纤维掺量下BFRC损伤演化曲线;同时,基于应变等效原理及损伤演化因子,推导出BFRC单轴受压损伤本构模型,通过对比试验与模型曲线,发现两者吻合较好,该模型在峰值应变之前可有效描述BFRC单轴受压下损伤演化过程;对比曲线发现玄武岩纤维可有效提高混凝土峰值应力及峰值应变,提高其变形能力,并具有延缓损伤作用.     

轴压与偏压状态下混凝土损伤全过程声发射特征参数分析

声发射技术可以评估混凝土的损伤演化过程。为合理描述混凝土的受压损伤演化过程,开展了轴压和偏压状态下混凝土损伤全过程的声发射试验,分析了轴压和偏压状态下混凝土损伤全过程声发射特征参数的演化规律,进而合理遴选了描述混凝土损伤演化过程的声发射特征参数,揭示了混凝土应力-应变曲线特征点与声发射特征参数特征点之间的对应关系。分析表明:振铃计数、持续时间、幅值、信号强度和平均频率可以较好地表征轴压与偏压状态下混凝土损伤的演化规律;混凝土试件受压破坏过程中声发射特征参数特征点与应力-应变曲线特征点之间具有高度的相关性,其中声发射特征参数特征点中的第一个分界点对应于应力-应变曲线弹性阶段的起点,第二个分界点对应于应力-应变曲线的峰值应力点,信号强度的最大突变点对应于应力-应变曲线的开裂点。     

基于最小耗能理论的混凝土力学本构模型研究

为了准确描述复杂应力下混凝土应力应变关系,通过对混凝土进行不同围压作用下三轴压缩试验,考虑轴、径向应力和球应力对轴向应变的影响,结合最小能耗原理建立一种混凝土损伤本构模型,得出:该模型对混凝土峰前应力应变变化趋势预测基本一致,而对于峰后变形虽有出入,但是总体上较好地描述混凝土峰后应力应变关系.最后,试验曲线与拟合曲线也具有较高的拟合度,说明了模型的正确性与合理性,也对实际工程具有指导意义.