酸性干湿循环对泥质砂岩强度特性劣化影响研究

 为了研究酸性干湿循环对泥质砂岩强度特性劣化的影响,以重庆三峡地区某边坡的泥质砂岩为研究对象,对不同酸性(pH = 3)干湿循环次数n(0,1,5,10,15,20)作用的泥质砂岩试件进行室内单轴、三轴压缩试验及电镜扫描观察,并借助离散元软件PFC2D对三轴压缩试验峰值强度状态时试件的颗粒接触、裂纹分布进行模拟。研究发现,泥质砂岩的单轴抗压强度?、弹性模量E、黏聚力c、内摩擦角?和三轴抗压强度?′都随n的增加而降低。n = 1时?,E,c和?的阶段劣化度最大,酸性干湿循环作用对c的劣化影响要大于对?的劣化影响。泥质砂岩微细观形态随n的增加大致经历整齐致密、多孔团絮和开裂紊流3个阶段。此外,在三轴压缩试验峰值强度时,n的增加对泥质砂岩试件颗粒接触网络,微裂纹的发育、试件破坏模式等都影响显著。     

干湿循环作用下泥质红砂岩软化及崩解特性试验研究

在我国华南地区广泛分布的新近系地层中，岩体的工程性质较差，季节性降雨后易出现大变形破坏。为揭示该地层岩石特殊的水理特性，以典型的宿迁组红砂岩为研究对象，首先对其耐久性和软化性进行测定，然后开展了干湿循环试验和循环后试样的力学特性试验，最后通过核磁共振技术对干湿循环过程中试样的孔隙特征进行检测，分析其力学性能的劣化机理。试验结果表明：红砂岩吸水软化特征明显，但耐久性好，软化系数ω=0.75,二次崩解指数I_d2=0.96;干湿循环过程中试样的强度不断降低，干湿循环10次后的单轴抗压强度为饱和状态下的52.3%;干湿循环过程中红砂岩内部产生了大量的微裂隙，孔隙率增加也较为明显，胶结结构的破坏是导致干湿循环过程中红砂岩强度不断降低的主要原因。     

干湿循环对泥质砂岩力学特性及其微细观结构影响研究

以取自三峡库区某边坡的泥质砂岩为研究对象,通过单轴、三轴压缩试验,对不同干湿循环次数作用后泥质砂岩的物理力学特性进行了研究。借助SEM电镜扫描,对不同干湿循环次数作用后的泥质砂岩的微细观结构变化进行了探讨。研究发现:随干湿循环次数(1~20)的增加,泥质砂岩的峰值应力、弹性模量、黏聚力和内摩擦角都逐渐降低,峰值应变表现出下降、稳定两个阶段。其微细观结构变化总体上可归纳为整齐致密状、多孔团絮状和开裂紊流状3个阶段。基于离散元软件PFC~(2D),研究了干湿循环对泥质砂岩颗粒的接触网络,力链分布和裂纹分布的影响。基于试验数据拟合,对经历不同干湿循环次数作用的泥质砂岩的莫尔–库仑强度理论表达式进行了修正。     

干湿循环作用下混凝土抗拔性能试验研究

对经历干湿循环作用后的钢筋与不同强度混凝土的界面力学进行了拉拔试验研究,比较分析了不同干湿循环次数下不同混凝土强度与钢筋的界面拉拔试验力的变化、界面的破坏模式、以及宏观与微观间的联系。研究结果表明：（1）钢筋混凝土在拉拔过程中呈现两种破坏模式：低强度混凝土的挤压膨胀破坏,高强度混凝土的剪切破坏。（2）随着混凝土强度的增加,初始拉拔力峰值逐渐增大,经历干湿循环作用后不同强度混凝土拉拔力变化不同,经历干湿循环作用后,低强度混凝土拉拔力峰值逐渐增大,而高强度混凝土拉拔力峰值逐渐降低。（3）核磁试验中通过孔隙的变化情况验证了宏观拉拔力学的规律。（4）混凝土抗拔性能试验研究证明,实际工程中低强度混凝土更加适用于工场活动中。     

干湿循环条件下混凝土硫酸盐侵蚀试验研究

针对干湿交替环境下混凝土工程的耐久性研究,考察了混凝土干湿循环对混凝土腐蚀的影响,结合工程环境,采用对比试验的方法,研究了干湿循环和硫酸盐侵蚀对混凝土损伤的影响,分析了双因素作用下混凝土的损伤机理,对实际工程有一定的参考价值。     

有荷条件下石灰处治膨胀土干湿循环试验研究

由环境变化引起的土体湿度变化对路基土,特别是石灰改性膨胀土的影响,近年来引起了广泛的关注.使用能定量控制土体含水率变化且能提供稳定轴向压力的装置,对石灰改性膨胀土样进行了最高四次的干湿循环试验.同时使用传统的风干、喷水干湿循环方法进行了对比试验.随后,对经历干湿循环后的试样使用GDS动态三轴试验仪进行了累积塑性应变测试...     

干湿循环作用下伊犁黄土强度劣化试验研究

为了探讨干湿循环对黄土强度的影响,采用三轴试验方法,考虑了干密度、含水量、干湿循环幅度的影响,获得伊犁黄土干湿循环强度劣化规律,并利用复合函数拟合劣化度,建立伊犁黄土干湿循环强度损伤模型。结果表明：黄土在干湿循环作用下会产生明显的劣化效应,干湿循环幅度和干密度的影响显著;受原状黄土和压实黄土的劣化影响的主要是黏聚力,首次干湿循环对压实黄土黏聚力影响最大,3次干湿循环时原状黄土黏聚力劣化最多,内摩擦角受干湿循环作用影响不大;干湿循环效应使原状黄土的力学特性向重塑黄土发展,5次干湿循环后原状黄土的强度与压实黄土趋于一致;增湿过程土体孔隙发育和减湿过程土样内外出现裂隙是黄土出现强度劣化的主要原因。     

不同降雨强度下红黏土边坡干湿循环试验研究

干湿循环过程中红黏土边坡力学参数发生了变化,红黏土边坡破坏特征和机理与一般土质边坡不同。以贵州红黏土为研究对象,采用浴霸–人工降雨模拟干湿循环,在室内制备了较大尺寸边坡模型,同时在边坡内部不同位置埋设含水率、孔隙水压力和温度传感器,分析了干湿循环下红黏土边坡力学参数演变规律和破坏机理。研究结果表明,随着深度增加,边坡土体含水率受降雨强度影响逐渐减弱,表层含水率受降雨强度影响明显。干燥期含水率呈现先增加后减小的现象。同一降雨强度下,坡脚含水率最大,其次为坡面、坡肩,最后为坡顶。表层孔隙水压力在降雨、渗透期上升,干燥期降低。降雨强度越大,温度变化幅度越大。随深度增加,边坡温度变化幅度逐渐减小。坡脚温度变化幅度较其他部位大。边坡破坏特征由溅蚀→面蚀→片蚀→裂缝→冲沟,未见明显的滑动面。     

干湿循环与动态压缩耦合作用下砂岩力学特性的试验研究

水库的建设与管护过程中,库岸边坡岩石不仅会受到天然降水与水库蓄排水导致的干湿循环作用,还会受到地震、爆破、隧道掘进等动态冲击荷载扰动,二者耦合作用影响着库岸边坡稳定性。为研究干湿循环与动态压缩荷载作用下岩石的力学特性,利用分离式霍普金森压杆对经历不同干湿循环次数的砂岩展开动态冲击压缩试验,分析动力学参数、能量耗散规律、破碎分形维数受干湿循环条件的影响,并借助扫描电子显微镜观测不同干湿循环次数下砂岩的微观结构,揭示砂岩宏观物理力学行为的劣化机制。结果表明：干湿循环作用会削弱砂岩的超声特性和静、动态力学参数。干湿循环次数增加,砂岩单轴抗压强度、弹性模量、P波波速、动抗压强度、动弹性模量与耗散能减小,破碎分形维数增加;干湿循环条件下,应变率增加,砂岩动抗压强度、动弹性模量、动峰值应变、耗散能与破碎分形维数呈增长趋势。微观分析表明：干湿循环条件下砂岩劣化是由于微观结构发生了显著变化,即孔隙增加,颗粒表面受损,胶结弱化,裂纹间距增加。研究结果可为干湿循环条件下水库除险加固设计与施工提供理论基础。     

干湿循环作用下混凝土抗氯离子侵蚀研究

本文研究了混凝土在干湿循环-盐溶液耦合作用下,氯离子在混凝土不同深度处的浓度分布。结果表明,与自然浸泡盐溶液腐蚀方式相比,干湿循环作用加速了自由氯离子在混凝土内部的积累。干湿循环20次时,相对于长期浸泡方式,混凝土中不同深度氯离子质量分数增加96．8％～127．5％。同时试验表明,水灰比对于氯离子在混凝土中的传输有显著影响,低水灰比的混凝土其结构较为致密,从而提高了混凝土的抗氯离子性能。混凝土中矿粉的掺入能显著降低混凝土内部的自由氯离子浓度。混凝土中掺入粉煤灰,在早期粉煤灰的火山灰效应不显著,因而早期抗氯离子侵入性能不明显。     

含水率对泥质白云岩力学特性影响的试验研究

水-岩相互作用,将对岩质边坡和路基的稳定发生严重的影响,分析不同含水率情况下泥质白云岩的变形特性和强度变化规律,可以为水-岩相互作用地层中的工程设计、施工和运营提供参考。本文根据干燥状态下泥质白云岩纵波波速波动范围对岩样进行分组,并对岩样进行含水率配制,将不同含水率岩样进行单轴压缩试验。试验结果表明:随着含水率的增加,泥质白云岩的单轴抗压强度和弹性模量呈下降趋势,而泊松比呈上升趋势;岩样干燥状态下纵波波速越大,岩样越密实,单轴抗压强度和弹性模量越大;岩样含水率越小,对单轴抗压强度和弹性模量的影响程度越小;采用纵波波速对岩样进行分组,可以减小试验数据的离散性,增加试验结果的规律性和可靠性。     

江西白垩系泥质粉砂岩崩解试验研究

对南昌地区泥质粉砂岩典型出露地段开展现场调研并取样测试其基本物理力学性质,同时进行了静态崩解试验和岩石的耐崩解试验,从能量耗散原理的角度分析了泥质粉砂岩静态崩解过程中吸收的能量向表面能转化的规律。试验结果表明:水和温度—岩的相互作用是加快泥质粉砂岩风化的主要外部营力;泥质粉砂岩的静态崩解由碎块状过渡到粒渣状、泥糊状,可按崩解物形态划分为剧烈崩解、细微崩解和崩解稳定三个阶段,崩解过程中其表面能累计增加量随崩解次数增加而增加,而单次表面能增量趋于减小;耐崩解试验中,泥质粉砂岩耐崩解性指数随循环次数的增大呈负指数关系递减。试验结果对于工程实践中如何抑制红层软岩崩解并保持其完整承载能力、或对其预崩解处理促进其快速崩解达到稳定的颗粒级配状态具有一定的参考价值。     

不同含水率泥质粉砂岩破裂声发射特性试验研究

以干燥、自然和饱和含水3种典型状态的泥质粉砂岩为研究对象,进行单轴压缩破坏全程声发射检测试验,研究了3种状态下岩石破裂的力学和声发射特性的不同。研究结果表明:含水使得泥质粉砂岩软化,且峰值应力和弹性模量均随含水率的增加而减小,变形特征由脆性逐渐向延性转化;声发射累计事件数、声发射事件率峰值、声发射累计绝对能量、声发射绝对能率峰值等声发射参数均随含水率的增加而减少,即含水使得泥质粉砂岩损伤破裂程度减小,破裂全程能量释放水平降低;根据试验所得声发射累计事件数和累计绝对能量随时间变化曲线,得出含水率使得泥质粉砂岩由“突发型”的脆性破坏向“平稳型”的延性破坏过渡。     

水温对泥质粉砂岩物理力学性质的影响

通过对不同水温浸泡至饱和状态下的泥质粉砂岩开展单轴压缩破坏试验,获取岩石破裂全过程的力学参数,分别从宏观破裂图像、岩渣SEM微观观测图像出发,研究了含水及不同水温浸泡对岩石破裂的物理力学行为、微观与宏观破裂形态的影响。研究表明,泥质粉砂岩含水后,泥质粉砂岩的峰值强度、弹性模量、软化系数、微观结构等出现明显变化;当水温从常温(25 ℃)提高到50 ℃和100 ℃,泥质粉砂岩的微观结构变化较为明显,主要体现在随浸泡水温的提高,岩石微观颗粒饱满度增大、孔隙变小,岩石含水能力降低;随着浸泡水温的提高,峰值强度、弹性模量、软化系数等物理力学参数逐渐提高。     

白云岩动力学特性及破坏模式试验研究

为分析矿山深部岩石动力学特性及细观裂纹萌生、扩展以及相互贯通的破坏机制,使用改进的霍普金森试验设备,对白云岩进行常规单轴冲击试验,从应力-应变、强度、能量分布方面探讨了矿岩的动态力学性质,并借助高速摄影设备对白云岩试件的冲击破坏形态及模式进行细观描述。试验得到:白云岩试件动态强度随加载应变率从41.5 s^-1增大到112.5 s^-1,动态抗压强度峰值从104.53 MPa提高到208.6 MPa,且强度峰值出现的时间越来越早;单位体积吸收能随应变率提高呈线性增加关系,破碎块体尺寸随单位体积吸收能的增大而减小;高速摄影细观分析显示,冲击应变率越大,试件完全破坏的发生时间越早,破坏越严重,试件主要破裂面的形成方向与冲击方向一致,属于沿轴方向冲击荷载作用下的拉伸破坏。     

振动荷载作用下黄土应变增长特征试验研究

以WF12440型空心圆柱扭剪仪为实验平台,通过室内饱和黄土动三轴液化试验,探讨了饱和兰州黄土液化过程中残余应变的发展规律:应力-应变滞回特性随着振动次数的增加发生变化,塑性逐步增大;当残余应变小于2％时,增长缓慢;此后,残余应变上升速率加大,3％应变一般出现在“初始液化”前;3％应变后,应变大幅增加,孔压有可能达到初...     

循环荷载下冻结兰州黄土变形性质的实验研究

对温度为-1 ℃的冻结兰州黄土在围压为0.6 MPa和不同动荷载振动频率条件下进行动三轴试验,试验采用分级加载,每一级荷载振动十次,加载波形为正弦波。实验结果表明:冻结兰州黄土的累积应变在整个加载过程中逐渐增大;当动荷载加载级数增加时,累积应变率逐渐变大。动应变幅随加载频率和振次的增加而减小;当频率小于或等于1 Hz时,动应变幅随加载级数的增加而增大;当频率大于1 Hz时,动应变幅随加载级数变化不大。随着加载级数的增加,滞回曲线的面积和密集程度越来越小,整体斜率和不闭合程度越来越大。用动模量来描述滞回曲线的整体倾斜程度。当频率小于或等于7 Hz时,动模量随加载级数的增加而增大;当频率大于7 Hz时,动模量随加载级数没有明显的规律。     

菱镁矿除钙可选性研究

针对庄河市某菱镁矿矿石中主要含钙杂质矿物白云石嵌布粒度细的特点,将矿石磨到-0.074mm占90%,以SHX（脂肪酸的一种）为捕收剂,六偏磷酸钠为抑制剂,在中性条件下采用一次粗选、二次扫选的浮选工艺流程,可以得到产率72.15%、MgO品位47.10%、CaO含量0.71%的菱镁矿精矿。     

反复荷载下水泥乳化沥青砂浆力学性能试验

采用电子万能试验机对中国铁路轨道系统（CRTS）Ⅰ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆（CA砂浆）现场取样试件进行反复荷载试验,试验采用恒应变控制.结果表明：单调加载情况下CA砂浆的极限抗压强度较大,现场取样试件的极限抗压强度较室内试件大;反复荷载会造成CA砂浆损伤不断积累,从而使其承载能力达到极限承载强度后迅速下降.通过试验和参数研究,提出了CRTSⅠ型板式无砟轨道CA砂浆的反复荷载应力应变曲线方程,理论计算结果与试验结果吻合.     

白云石和石灰石在料仓中流动性能的研究

用Jenike剪切仪测试了白云石和石灰石这两种玻璃原料的流动性能。探讨了粒度对这些原料流动函数、有效内摩擦角δ和壁摩擦角φ′的影响。结果表明:合理调整白云石、石灰石的粒度将会明显改善它们在料仓中的流动能力。