北山花岗岩在三轴压缩条件下的强度参数演化

 采用MTS815岩石力学试验机对北山新场深部花岗岩进行三轴循环加、卸载试验,研究岩石强度参数的演化特征。基于Mohr-Coulomb相关理论推导与分析,探讨岩石发生屈服后的强度变化规律。在分析不同围压条件下岩石全应力–应变曲线的基础上,以塑性剪切应变为塑性参数,建立北山花岗岩黏聚力、内摩擦角和剪胀角随塑性参数变化的数学模型。研究结果表明：(1) 在损伤应力点,岩石塑性剪切应变接近于0,损伤应力可作为北山花岗岩塑性参数的零点,其亦可作为岩石强度参数演化的起点。(2) 在损伤应力点后,岩石黏聚力随塑性参数的增加呈指数函数形式衰减并最终趋近于0;内摩擦角随塑性参数的增加以对数正态函数的形式表现出先增加后减小的趋势,且岩石残余内摩擦角值与起始内摩擦角值接近。(3) 损伤应力后的岩石剪胀行为与峰后剪胀行为相似,剪胀角随着塑性参数和围压的增加而不断减小,且对低围压条件更为敏感。(4) 将建立的模型嵌入到数值模拟工具中,通过模拟岩石三轴压缩试验,可证实模型的准确合理性。     

实时温度下花岗岩动态压缩破坏特性试验与数值研究

为了研究黑云母花岗岩热动力学性能,对不同实时温度(20℃,100℃,200℃)下的花岗岩试样力学响应和破坏过程进行了室内试验和数值模拟分析。结果表明:在所研究的温度范围内,20℃时岩样的抗压强度和弹性模量值最大,100℃时最小,且100℃下岩样的破碎程度比20℃和200℃的明显偏大;随着加载速率的提高,应力–应变曲线上的峰值应力和峰值应变增加,岩样内部裂纹演化及破坏程度也随之增大;低加载率时试样周边易萌生裂纹,高加载率下试样内部裂纹在加载初期甚至也可被激活;所提出的Holmquist-Johnson-Cook(HJC)模型参数确定方法是可行的,数值模拟能较好地描述热处理岩样在冲击荷载作用下力学特性;HJC模型与相关失效准则相结合,能逼真地展现岩样动态压缩破裂过程及其形破坏态变化。     

细晶花岗岩的声发射特征试验研究

对葡萄牙细晶花岗岩同一岩样进行多次单轴压缩循环加卸载试验,监测试验过程中岩样的声发射活动,记录岩样的变形特征,分析总结声发射与变形之间的相互关系。试验表明,葡萄牙细晶花岗岩在高应力状态下凯塞效应明显,所受应力越高,凯塞效应越弱;在判断岩石凯塞点时,因时间–累计声发射能量曲线中拐点明显,比利用时间–累计声发射事件数曲线更容易、更合理;另外,了解试样的变形特征对解释声发射试验结果是一个有益的补充。     

中高应变率下花岗岩动力特性三轴试验研究

利用改进的霍普金森压杆对不同围压、不同应变率下的岩样进行了试验研究,分析了其在中高应变率下的冲击响应特征与破坏模式。基于试验结果发现在围压一定情况下,岩石的动态抗压强度和峰值应变随应变率的增大而增大,其中抗压强度随应变率呈对数增长;弹性模量对围压和应变率不敏感,且应变率越大岩石破碎现象越严重。其次,在应变率相近情况下,花岗岩的动态抗压强度随围压呈增大趋势,其破坏模式由低围压下的轴向劈裂转向高围压下的压剪破坏;高围压下花岗岩应力–应变曲线出现屈服平台,具有明显的脆—延性转化特征。最后,检验了莫尔–库仑准则和霍克–布朗准则的适用性,指出此花岗岩更符合莫尔–库仑准则,其动态强度增大主要由黏聚力的应变率效应引起。     

花岗石染色工艺初探

我国花岗石资源藏量丰富,但以浅色品种居多,以有机染料对花岗石浸染染色,可以提高花岗石的实用价值和经济价值.对染色花岗石性能进行测定,探讨了染色工艺对性能的影响,得到最佳工艺处方为花岗石采用真空高温预处理,以有机溶剂3为溶剂,CJ为渗透剂,100℃高温浸染.     

液态花岗石施工工艺探讨

结合工程实例,介绍了液态花岗石的材料特点及适用范围,具体论述了其工艺流程及施工要点,并提出了安全注意事项,通过与普通材料的对比分析,液态花岗石克服了种种问题,值得推广应用。     

单轴加载条件下花岗岩声发射及波传播特性研究

 采用声波、声发射一体化装置,研究单轴压缩下花岗岩波速与声发射演化规律,通过宏细观方法确定各应力门槛值,研究裂纹扩展不同阶段声发射演化及波传播规律。结果表明：细观裂纹的演化与宏观变形直接对应,由于微裂纹主要沿轴向扩展,导致轴向刚度对裂纹起裂及贯通的敏感度弱于非线性增长的侧向变形,瞬时泊松比曲线斜率变化点与应力门槛值对应,声发射测试确定的起裂应力比宏观应变法偏小,但反映了微裂纹的初始萌生;采用实测波速变化分析声发射震源的时空及幅值演化分布,较好地描绘了裂纹的扩展过程,由于不同阶段声发射信号的幅值及能量存在差异,导致声发射特征参数演化规律差异较大(尤其在损伤应力之后),AE能量在破坏前呈突发性增长,可作为灾害性破坏的前兆;加载初始阶段,由于微裂隙的闭合,波速及波幅均随应力逐渐增大,但增加速率逐渐下降,侧向波速在闭合应力附近基本达到峰值,此后一定阶段基本保持不变,但其他方向波速则继续增大,随着波传播方向与径向夹角的增大,波速增加幅度及波速下降点对应的应力(损伤应力前、后)逐渐增大,峰值应力附近对应波速下降幅度减小;波速受损伤演化的影响要滞后于声发射事件。     

实时温度下中细粒花岗岩动力响应与吸能特性试验研究

 基于改进的分离式霍普金森压杆,研究实时温度下中–细粒花岗岩的动力响应与吸能特性。结果表明：温度在20 ℃～500 ℃下,花岗岩全应力–应变曲线的弹性、塑性与应变软化3个阶段特征明显,700 ℃时的应力–应变曲线出现塑性屈服平台;应变率增加,岩石抗压强度增大,但随温度的升高应变率效应逐渐减弱;温度和应变率对岩石弹性模量的影响规律均不明显;应变率增加会使岩石单位体积的能量吸收能力提高,但不同温度下应变率对单位体积吸能的影响效果有较大差异;500 ℃及以下时峰值应变的应变率效应比较接近,但700 ℃时峰值应变的应变率敏感系数大幅增加;采用相同气压加载时,发现不同温度下应变率所处范围差异较大,而且气压对应变率的影响系数也不相同;500 ℃及以下,随应变率增加试样破坏形式从劈裂过渡到碎裂,700 ℃时试样则呈粉碎性破坏。     

One-dimensional dynamic compressive behavior of dry calcareous sand at high strain rates

Calcareous sand has distinct characteristics in comparison with silica sand, such as dynamic behavior at high strain rates (HSRs). This is closely related to pile driving, aircraft wheel loading and mining activities. To understand the response of calcareous sand at HSRs, a series of dynamic tests is performed using the split Hopkinson pressure bar (SHPB) with steel sleeve, including 6 validation tests of bar-against-bar and 16 comparative tests relevant to the relative density and strain rate of calcareous and silica sands. The apparent dynamic stiffness of calcareous sand is approximately 10% of that for silica sand due to different particle shapes and mineral compositions. The axial stress-strain response of silica sand is mainly governed by the deformation of individual grain and soil skeleton, and particle crushing. However, porous calcareous sand shows yielding and strain-hardening responses that are always followed by particle crushing. As the applied loading increases, the particle crushing of calcareous sand develops from local instability to whole breakage. Calcareous sand has lower viscous flow effects compared with silica sand at HSRs.     

冲击荷载作用下花岗岩残积土的动力损伤与破坏机理

为调查冲击荷载作用下花岗岩残积土的力学行为,开展了不同冲击频率(3～15 Hz)和振幅(100～400 kPa)影响的循环冲击试验,分析冲击荷载引起的超静孔隙水压力和变形的发展规律。结果表明:振幅和频率的影响均存在临界值,振幅与频率超过临界值时,土体损伤强烈会引起强度迅速衰减。低频与超高频冲击下更易产生较高孔压,从而导致有效应力降低进而引起强度下降。根据冲击应力与应变的滞回曲线的形态特征提出了花岗岩残积土冲击动力损伤的3个定量评价参数,并据此提出了3种冲击破坏类型与辨识方法,指出冲击能量耗散引起的结构损伤及塑形变形累积是花岗岩残积土产生冲击破坏的根本原因,其影响程度取决于土的原始结构强度与微观裂隙发育程度,也与冲击模式和应力水平导致的裂隙扩展规律和塑性累积变形大小有关。工程实践中应查明土体在冲击荷载下的临界振幅与临界频率,尽可能避免采用高振幅与低频率及超高频率荷载冲击土体。研究有助于了解冲击荷载的作用规律和土体力学响应,为中国花岗岩风化地层的施工与设计提供科学理论指导。     

膨润土对花岗岩机制砂砂浆性能的影响

为了改善机制砂砂浆和易性能,在花岗岩机制砂砂浆中掺入膨润土,并分别探讨了不同掺量的膨润土对砂浆流动度、稠度、分层度和强度的调控作用。结果表明,随着膨润土掺量的增加,砂浆需水量增大,流动度、稠度、分层度减小,膨润土可以很好的改善砂浆的保水性能;掺膨润土后砂浆强度提高,掺0.9%时,砂浆保水率最佳,抗折抗压强度最大。     

花岗岩类土质高边坡稳定性研究

中国南方花岗岩及其类土质分布广泛。随着高速公路的发展,花岗岩类土质高边坡越来越多,有的类土质边坡高度超过80 m。类土质边坡稳定性如何?采用什么模型和计算方法?计算参数如何选择?这些问题都没有定论。在边坡设计中工程师多凭经验。在详细调查已有花岗岩类土质高边坡的基础上,从稳定性的角度划分了我国南方花岗岩类土质边坡的结构类型,研究了类土质边坡岩体滑动的力学模型及参数选择,对汕揭高速公路k53+760～k54+022类土质高边坡的稳定性进行了详细分析。     

大面积花岗岩石材铺装的质量探讨

为了保证某广场花岗岩铺装的施工质量,在大面积铺装前实施"样板引路",对工程质量进行测量和检测,查找出主要质量问题的原因,并提出相关解决方案,为工程顺利竣工打下坚实基础。     

花岗岩栏杆的施工方法

结合工作实践,以具体工程为背景,总结了花岗岩栏杆的主要施工步骤,重点从其加工、安装等方面进行了阐述,以积累相关施工经验,从而指导类似工程项目施工。     

国际土力学及基础工程协会简介

国际土力学及基础工程协会(ISSMFE)于1936年成立,同年在美国哈佛大学召开了第一届会议,在这之后,除特殊情况外,都是每四年召开一次国际会议。我国于1957年参加国际土力学及基础工程协会,并派茅以升、陈宗基为代表出席在英国召开的第四届国际会议。此后,二十余年中,主要由于台湾问题,一直没有再出席国际土力学及基础工程协会的会议。历届会议的概要见表1。     

石渣粉混凝土空心砌块墙体裂缝调查与对策分析

详细调查了泉州的石渣粉混凝土空心砌块墙体裂缝的分布规律与状态,在此基础上分析裂缝产生的原因,并提出有针对性的具体措施。     

花岗石褪变色机理探讨

本文通过对花岗石进行加热、日照、紫外线和^60Co辐照等实验,研究了石材的褪变色规律。根据能带理论,结合实验结果探讨了花岗石的褪变色机理,提出花岗石褪变色现象的利用与防护建议。     

花岗岩机制砂对混凝土性能的影响研究

研究了花岗岩机制砂(MS)对混凝土的流变性能、力学性能以及体积稳定性的影响。结果表明,机制砂会显著影响混凝土的流变性能,增大拌合物的塑性粘度;在保证相同工作性能的条件下,机制砂用量越多则需要更多地减水剂;当坍落度固定在一定范围内时,机制砂不会对混凝土的抗压强度产生负面影响,适量机制砂反而会提高混凝土的抗压强度;随着机制砂用量的增加,混凝土的弹性模量基本保持不变,而干缩逐渐增大,当机制砂用量超过一定范围时,混凝土的徐变也会增大。     

压实花岗土的Yasufuku模型研究

利用花岗土实施多种应力路径试验,并用实测结果比较研究了Yasufuku本构模型的适用性。结果表明,用Yasufuku本构关系预测的应变与实测值较为一致,只是在提高围压的同时增大偏应力显现出较为明显的差异。