鄂尔多斯北部表层结构红砂岩的VTI特性分析

根据纵波在各向异性介质中的传播公式和各向异性参数,可以导出零偏移距下各向异性介质垂直速度和水平速度的关系.对于表层结构中为各向异性的高速层,小折射和微测井所测定的速度方向分别是该层的水平方向和垂直方向.通过对2种方法测定出的速度进行分析,可以得到该目的层岩性在垂直和横向的速度变化规律,即该层的VTI特性,它可为该区提供更准确的静校正量.     

Field tests on mechanical characteristics and strength parameters of red-sandstone

Large-scale field shear tests on ten specimens of the red-sandstone embankment at a highway in Hunan, China, were performed to examine mechanical characteristics and parameters of red-sandstone. The curves of thrust-dispiacement, failure mode, and shear strength parameters for red-sandstone with different water contents, different compactions, and different grain size distributions were obtained from the tests. A practical procedure of in-situ test for red-sandstone embankment was proposed to normalize the test equipment and test steps. Based on three-dimensional thrust-sliding limit equilibrium method, the formulas for calculating strength parameters of red-sandstone considering three-dimensional sliding surface were inferred. The results show that red-sandstone has typical complete curves of stress-strain, strain softening, which are caused by the special structure of red-sandstone; water content and compaction are important factors for strength and failure mode of red-sandstone; The average value of cohesion and internal friction angle of the specimens calculated by three-dimensional technique are 21.56 kPa and 29.29°, respectively, and those by traditional two-dimensional method are 25.52 kPa and 33.76°, respectively.     

红砂岩改良土无侧限抗压强度影响因素试验研究

以东昌高速公路强风化红砂岩为研究对象,以无侧限抗压强度作为改良红砂岩性能评价指标,分析了改良剂类型及掺量、试样龄期、压实度、土体最大粒径等因素对无侧限抗压强度的影响。试验结果表明:水泥改良红砂岩无侧限抗压强度随着水泥掺加量、养护龄期和压实度的增大而增大,且前7d的强度增幅较大;石灰改良红砂岩强度存在一个最佳石灰掺加量,并随着养护龄期和压实度的增大而增大,且后期强度增长幅度较大,以28d龄期强度值评价石灰改良红砂岩较合适。     

红砂岩风化土在不同约束条件下单点冲击作用效应

采用改装的击实仪对赣南地区红砂岩风化土进行室内单点冲击试验,通过预埋带有编号的钢珠测试土体的水平和竖向位移,采用自制环刀取土,测试不同位置土体的密度变化.研究表明,在侧面刚性约束、底面柔性约束时,红砂岩风化土的密度随着总夯击能的增大而增大,增大的幅度在一定深度范围内是随着深度的增大而越来越小的,总夯击能越大,土颗粒竖向位移与深度之间的非线性关系越显著.在侧面和底面都刚性约束时,土颗粒水平位移的大小与其离夯点的水平距离先正相关,然后负相关.     

长沙轨道工程废渣土-红砂岩制砖小试研究

在对长沙地铁工程废渣土-红砂岩及掺加原料(煤矸石、膨润土、粉煤灰)进行试验研究和分析的基础上,开展烧结空心(多孔)砖的小型模拟试验,初步提出利用红砂岩制造烧结空心(多孔)砖的可行性方案。     

红砂岩单轴压缩试验的率效应研究

利用MTS 322试验机对均质红砂岩进行了低加载（应变）率范围内不同量级的单轴压缩试验，考察了加载率对压缩强度、切线弹模和破坏应变的率效应影响规律。试验过程中采用位移控制加载，对应的加载量级分别为0.12，1.2，12，120 mm/min。研究结果表明：位移控制加载率与试样实际加载率、应变率之间均存在良好的线性关系。不同加载速率下岩石材料的单轴压缩强度、切线弹模随着加载率的增加呈现增加趋势，单轴压缩强度增加了11%，切线弹模增加了13%，率效应显著。通过试验数据发现，破坏应变与应变率（加载率）之间无相关性，不具有率效应规律，故强度准则应该是应力准则而不是应变准则。     

冲击荷载对具有轴向静应力红砂岩应力波传播速度的影响特性

岩体工程爆破开挖时,距爆源不同距离处的围岩体承受不同大小的冲击荷载和地应力。为研究冲击荷载和地应力对岩石应力波传播速度的影响,利用改进SHPB试验装置对红砂岩进行应力波传播试验,设置7个等级的轴向静应力和冲击速度,分别模拟工程中的地应力和冲击荷载大小。基于试验得到入射波和透射波起跳点的时间差,计算岩石的应力波传播速度,得到静应力和冲击速度对应力波传播速度的影响规律。构建岩石应力波传播速度与冲击速度的关系经验模型,探索拟合参数随轴向静应力的变化规律。通过测量冲击试验后岩石的声波波速,得到受载后岩石声波波速随冲击速度的变化规律,探究动载荷对岩石应力波传播速度的影响机理。研究结果表明,具有轴向静应力岩石的应力波传播速度随冲击速度的增加先增大后减小,二者呈高斯函数的变化关系。轴向静应力显著影响应力波传播速度与冲击速度的变化关系,各个拟合参数随着轴向静应力的增大呈现不同的变化趋势。在不同的轴向静应力工况下,受载后岩石的声波波速随着冲击速度的增大呈现“平缓减小—急剧减小”的变化趋势。研究结果有助于分析深部工程岩体爆破开挖应力波的传播规律以及邻近结构的稳定性分析。     

非饱和红砂岩风化土土水特征及降雨对其边坡稳定性的影响

为防止非饱和红砂岩风化土边坡因水分状态的变化出现失稳破坏,对其开展土水特征及降雨作用下稳定性变化研究。首先,针对不同初始干密度、初始质量含水率条件下的非饱和红砂岩风化土进行脱湿试验,得到其土水特征曲线,通过分析其规律,提出改进指数函数模型,并与F-X模型进行对比。应用该模型进行数值模拟,分析降雨强度及时长对边坡稳定性的影响。结果表明：在参数更少、表达形式更简洁的条件下,改进的指数函数模型达到了与F-X模型相近的拟合精度,并且对残余含水率的估算结果更准确,对红砂岩风化土具有更好的适用性;在降雨持时相同时,降雨强度增大,坡体饱和度增加,边坡稳定性降低;随着降水持时延长,0～6 h段边坡稳定性显著降低,之后稳定性下降较小;短时间的强降雨对于红砂岩风化土边坡稳定性影响较大。     

干湿循环作用下赣南红砂岩风化土的摩擦强度研究

为了研究红砂岩土的摩擦强度,以赣南地区红砂岩风化土为研究对象,分别进行了5次干湿循环模拟,分析不同含水率、密实度和循环次数对红砂岩土内摩擦角的影响.试验结果表明:红砂岩风化土的内摩擦角随着循环次数的增加而减小,受前4次循环作用影响较大;当循环次数达到5次以后,内摩擦角几乎不再变化.     

低温环境下红砂岩蠕变特性及其模型

为研究低温环境下岩体工程的长期稳定性,以饱水状态下的陕西红砂岩为研究对象,采用MTS810岩石力学试验机进行不同温度(20,-10,-20℃)条件下的分级加卸载单轴蠕变试验,研究了不同温度条件下红砂岩的蠕变特性及温度对岩石蠕变特性的影响。根据蠕变试验结果,将岩样总应变分为瞬时应变和蠕变应变,瞬时应变由瞬时弹性和瞬时塑性应变组成,蠕变应变由黏弹性和黏塑性应变组成。结果表明,瞬时应变随应力水平的增加而增大,瞬时弹性应变与应力呈近似线性关系;随着应力水平的增加,黏塑性应变随时间逐渐增加,总应变中黏塑性应变的比例也趋于增大。随着温度的降低,岩样瞬时应变及相同应力水平下的蠕变应变均减小,蠕变持续时间延长,岩石破坏强度提高。根据岩样的变形特性结合蠕变试验结果,引入分数阶微积分,建立考虑低温影响的非线性流变模型;采用通用全局优化算法结合最小二乘法中的Levenberg-Marquarat算法对不同温度环境中的蠕变试验结果进行参数识别,理论曲线与试验结果吻合度较高,尤其加速蠕变阶段效果较好,表明该模型能够很好地描述红砂岩在低温环境下的蠕变行为;对不同温度条件下的模型参数进行分析,结果表明,随着温度的降低弹性模量E_3(T)呈抛物线式增长,而弹性模量E_1(T),E_2(T)及黏性系数η_1(T)呈指数形增长,为冻结法施工和寒区岩体工程长期稳定性分析提供理论依据。