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温度和加荷速率对水工沥青混凝土性能影响分析及三轴卸荷试验研究

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温度和加荷速率对水工沥青混凝土性能影响分析及三轴卸荷试验研究

作者：潘登科西安理工大学

学位级别：硕士

本文根据目前水工沥青混凝土配合比选择试验方法中存在的一些不足,提出了以小梁弯曲试验方法来选择水工沥青混凝土的配合比。应用小梁弯曲试验方法选择配合比,可使配合比在设计选择阶段节省时间,提高效率,且更能反映水工沥青混凝土的特... 详细信息

本文根据目前水工沥青混凝土配合比选择试验方法中存在的一些不足,提出了以小梁弯曲试验方法来选择水工沥青混凝土的配合比。应用小梁弯曲试验方法选择配合比,可使配合比在设计选择阶段节省时间,提高效率,且更能反映水工沥青混凝土的特性。并通过27种配合比在10℃、跨中加荷速率为1.67mm/min条件下进行小梁弯曲试验,分析试验结果得到了配合比参数对水工沥青混凝土性能的影响规律。本文以小梁弯曲试验为依托,探索了温度对水工沥青混凝土性能的影响。试验方案是温度在-25℃到20℃范围内,选用跨中加荷速率为1.67mm/min进行试验。通过试验得到不同温度下的水工沥青混凝土抗弯强度、最大弯曲应变、弯曲模量及弯曲应变能,分析了温度对这些性能指标的影响;并得到水工沥青混凝土由弹塑性向脆性转化的标志点,此点是水工沥青混凝土的脆化点,其脆化点温度为-15℃。本文研究了加荷速率对水工沥青混凝土性能的影响。同样以小梁弯曲试验为依托,试验方案是在固定温度下,选用跨中加荷速率为O.83mm/min到9.17mm/min进行试验。得到在不同跨中加荷速率下抗弯强度、最大弯曲应变、弯曲模量及弯曲应变能,分析了加荷速率对这些性能指标的影响。本文在水工沥青混凝土静三轴试验的基础上提出了三种静三轴卸荷试验方案,通过试验结果进行分析比较,得到了较合理的静三轴卸荷试验方法,并得到在本文研究条件下的卸荷试验参数值Kur和nur,以及它们与通常三轴试验参数K与n的关系,为以后工程应用提供借鉴。

关键词：沥青混凝土性能温度加荷速率三轴卸荷试验

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某水电站蚀变岩三轴卸荷试验研究

人民珠江 2020年第3期41卷 85-90,115页

作者：李万才邓辉张启源陆泌锋郝浩李安润成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室

研究蚀变岩在卸荷过程中水对其变形和强度的影响规律。选取西南某水电站右岸坝肩蚀变岩为研究对象,通过扫描电镜获取其微观结构状态和矿物分布;然后对处于天然状态和饱水状态的2种岩样进行三轴加、卸荷试验,分析讨论不同应力路径下水对... 详细信息

研究蚀变岩在卸荷过程中水对其变形和强度的影响规律。选取西南某水电站右岸坝肩蚀变岩为研究对象,通过扫描电镜获取其微观结构状态和矿物分布;然后对处于天然状态和饱水状态的2种岩样进行三轴加、卸荷试验,分析讨论不同应力路径下水对蚀变岩的应力-应变曲线、变形特性及强度特征的影响规律。结果表明,与加载试验相比,卸荷试验下岩样内聚力增高,内摩擦角减小;饱水状态下蚀变岩三轴加载、卸荷试验的强度均小于天然状态下的强度;蚀变岩遇水后强度明显降低。

关键词：蚀变岩三轴卸荷试验应力路径变形特征强度特征

岩石损伤本构模型在大理岩三轴卸荷试验中的应用

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路基工程 2016年第4期 86-90页

作者：刘晶晶张文居赵其华彭盛恩核工业西南勘察设计研究院有限公司成都610061 四川省交通投资集团有限责任公司成都610041 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059

依据岩石强度服从统计分布的特点,通过定义损伤变量,并在一定的假定条件下,运用岩石力学中的D-P强度准则,建立岩石损伤本构模型。对大理岩在不同卸荷速率条件下的试验结果进行分析,利用试验所得的岩石力学参数及求解数据,通过拟合求得... 详细信息

依据岩石强度服从统计分布的特点,通过定义损伤变量,并在一定的假定条件下,运用岩石力学中的D-P强度准则,建立岩石损伤本构模型。对大理岩在不同卸荷速率条件下的试验结果进行分析,利用试验所得的岩石力学参数及求解数据,通过拟合求得损伤本构模型的分布参数,进而确定损伤本构模型的演化曲线。通过与试验曲线对比分析,结果表明:理论曲线基本能反映大理岩在三轴卸荷条件下的应力-应变关系及强度特点;导致高卸荷速率下的大理岩试件强度相对要低的原因,是高卸荷速率的岩石在卸荷过程中其内部损伤演化发展相对要快。

关键词：岩石损伤大理岩三轴卸荷试验有效应力本构模型

高地应力条件下卸荷速率对锦屏大理岩力学特性影响规律试验研究

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岩石力学与工程学报 2010年第1期29卷 21-33页

作者：黄润秋黄达成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 重庆大学土木工程学院重庆400045

岩石所处的初始应力状态及开挖等工况诱发的卸荷速率大小对其力学特性具有明显的影响,通过室内三轴卸荷试验和破裂断口的SEM细观扫描分析,研究高应力环境中不同卸荷速率下锦屏一级水电站大理岩的变形破裂及强度特征。卸荷速率vu和初始... 详细信息

岩石所处的初始应力状态及开挖等工况诱发的卸荷速率大小对其力学特性具有明显的影响,通过室内三轴卸荷试验和破裂断口的SEM细观扫描分析,研究高应力环境中不同卸荷速率下锦屏一级水电站大理岩的变形破裂及强度特征。卸荷速率vu和初始围压σ30越大,岩石脆性及张性断裂特征愈明显,快速双向卸荷时甚至可在次卸荷方向产生张拉裂缝。张性破裂断口细观形态随vu和σ30的增大依次呈现"树枝形张裂状"、"千层饼形撕裂状"和"近光滑平面形弹射状";卸荷过程中轴向压缩应变增量Δε1随vu和σ30增大而减小,而侧向膨胀应变增量Δε3却增大;不同的卸荷变形阶段卸荷速率vu对变形模量E的影响规律不同,峰前E随vu的增大而增大,而峰值E随vu增大先逐渐增大再迅速降低;卸荷过程中岩石的泊松比μ逐渐增大,并随vu和σ30增大而显著,特别是从峰值点后;相对于加载试验,卸荷条件下岩体的黏聚力c大大减小,而内摩擦角?却有少量增大,vu越快,c减小得越多,?增大的较少。

关键词：岩石力学三轴卸荷试验电镜扫描:卸荷速率变形破坏力学参数

不同卸荷速率下变质石英砂岩力学性质试验分析

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上海交通大学学报 2016年第1期50卷 78-83页

作者：郭喜峰尹健民晏鄂川张利洁长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室武汉430010 中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074

为研究不同卸荷速率下岩石力学特性,以锦屏一级大奔流沟料场特高边坡变质石英细砂岩为例,开展不同卸荷速率和不同围压下的卸荷试验,得到了应力-应变曲线,重点分析了卸荷速率对应力-应变关系、破坏特征、破坏应力差、强度参数的影响规律... 详细信息

为研究不同卸荷速率下岩石力学特性,以锦屏一级大奔流沟料场特高边坡变质石英细砂岩为例,开展不同卸荷速率和不同围压下的卸荷试验,得到了应力-应变曲线,重点分析了卸荷速率对应力-应变关系、破坏特征、破坏应力差、强度参数的影响规律.结果表明:卸荷作用对岩石脆性破坏特征明显;常规加载试验为压剪破坏,卸荷试验为张剪破坏;随着围压的降低,弹性模量不断降低,卸荷速率越快,非线性关系越明显;卸荷速率越快,泊松比增加越慢;卸荷条件下岩石的黏聚力减小,内摩擦角增大.

关键词：卸荷速率三轴卸荷试验变形特征强度参数

不同应力路径下岩石三轴卸荷力学特性与强度准则研究

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岩土力学 2015年第11期36卷 3121-3127,3149页

作者：赵国彦戴兵董陇军杨晨中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

基于3种不同应力路径下花岗岩三轴卸荷试验，研究了岩石的应力-应变全过程曲线和变形特征及其强度准则。试验结果表明，卸围压过程中，侧向应变与围压先呈线性后呈非线性关系，且其增长速率约为轴向应变增长速率的3-5倍，表现出明显的... 详细信息

基于3种不同应力路径下花岗岩三轴卸荷试验，研究了岩石的应力-应变全过程曲线和变形特征及其强度准则。试验结果表明，卸围压过程中，侧向应变与围压先呈线性后呈非线性关系，且其增长速率约为轴向应变增长速率的3-5倍，表现出明显的侧向扩容，其扩容程度与卸载路径有关；从不同围压与体积应变曲线所围面积可以看出，卸荷前围压越大，卸荷释放的能量越大；变形模量随围压卸载而逐渐减小，且随初始围压增大，总体上呈负指数分布趋势，且同一种卸荷应力路径时，变形模量的减小量随初始围压增大有所增大，泊松比随围压降低而不断增大，两者之间呈现明显的非线性关系；岩石破坏特征以剪切破坏为主；采用幂函数型摩尔强度准则很好反应了岩石的强度特征。研究结果对地下金属矿深部开采具有一定的指导意义和参考价值。

关键词：不同应力路径三轴卸荷试验变形特征强度准则

冻融循环作用下砂岩卸荷强度特性试验及损伤特性研究

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长江科学院院报 2018年第3期35卷 1-5,12页

作者：朱珍德色麦尔江.麦麦提玉苏普方若进倪骁慧河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室南京210098 河海大学江苏省岩土工程技术工程研究中心南京210098 喀什大学土木工程学院新疆喀什844006 嘉兴学院建筑工程学院浙江嘉兴314001

建立在寒区的岩土工程,其岩石的损伤劣化不仅受冻融风化作用,而且还受到开挖卸荷的影响。采用冻融循环试验和三轴卸荷试验相结合的方法,对砂岩同时受2种破坏作用的强度特性和损伤特性进行系统的分析。分析结果表明:随围压的增加,冻融循... 详细信息

建立在寒区的岩土工程,其岩石的损伤劣化不仅受冻融风化作用,而且还受到开挖卸荷的影响。采用冻融循环试验和三轴卸荷试验相结合的方法,对砂岩同时受2种破坏作用的强度特性和损伤特性进行系统的分析。分析结果表明:随围压的增加,冻融循环下岩石的破坏特性由张拉破坏逐渐转变为剪切破坏特征,随着冻融次数的增加,岩样明显产生侧向膨胀,侧边中部明显向外凸出,并出现了不同级别的张裂纹、环向裂纹及许多岩粉和岩石碎块;对于三轴卸荷试验,岩样的峰值强度随着冻融次数的增加而降低;扩容应力随冻融次数增加呈指数下降关系;破坏围压与冻融次数呈二次函数关系;冻融损伤值随冻融次数增加呈线性增长,表明岩样的损伤受冻融的影响逐渐增大。研究成果可为寒区岩土工程设计和施工提供指导。

关键词：砂岩冻融循环三轴卸荷试验强度特性损伤特性

考虑初始主应力方向影响的黏土卸荷变形试验与本构理论研究

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考虑初始主应力方向影响的黏土卸荷变形试验与本构理论研究

作者：阮佳榆济南大学

学位级别：硕士

基坑工程有着显著的开挖卸荷特性,对土体在开挖卸荷条件下的受力变形特性进行清晰的认识,有利于更好地对基坑工程进行仿真分析和设计计算,进而可以对其实现优化设计,并保证基坑开挖施工过程的安全稳定。与此同时,在实际工程中,地基土体... 详细信息

基坑工程有着显著的开挖卸荷特性,对土体在开挖卸荷条件下的受力变形特性进行清晰的认识,有利于更好地对基坑工程进行仿真分析和设计计算,进而可以对其实现优化设计,并保证基坑开挖施工过程的安全稳定。与此同时,在实际工程中,地基土体单元中不仅主应力大小会发生改变,主应力方向也会发生偏转,导致土体在不同的主应力方向上的力学特征表现出一定差异性。因此,本文采用室内试验的方法,以济南重塑黏土为研究对象,进行考虑不同初始主应力方向影响的三轴卸荷试验与本构理论研究,研究内容及主要研究成果如下:(1)采用泥浆加压固结方法,研制出一种大直径的重塑黏土试样制备的装置,通过对其所制试样的含水率测试、密度测试来判断所制试样的均匀性和可重复性是否可以满足后续三轴试验的要求,测试结果证明试样的均匀性及可重复性良好。(2)通过在与沉积方向呈不同夹角的方向上进行取样,来实现试样不同初始主应力方向角的变化,取样方向分别为0°、30°、45°、60°、90°,对这些试样进行三轴压缩试验和侧向卸荷试验,以探索比较不同初始主应力方向下黏土的应力应变关系、强度、初始切线模量等力学特性。(3)评价不同本构模型的优缺点及其具体适用范围,对几类本构模型的不同改进方法进行总结,并选择合适的本构模型进行基于侧向卸荷应力路径的修正。其中,重点学习邓肯-张模型的基本理论和各种参数的求解算法,在邓肯-张模型的理论基础上,考虑卸荷应力路径的影响,建立能够反映侧向卸荷作用的邓肯-张模型的切线变形模量的经验表达式。(4)处理分析三轴试验结果,得到考虑初始主应力方向角变化的邓肯-张修正模型的各项参数确定值,绘制出各参数随着初始主应力方向角的变化规律,并用Origin软件对数据进行拟合,得到侧向卸荷应力路径下邓肯-张修正模型部分参数随着初始主应力方向角度变化的函数关系式。

关键词：黏土主应力方向三轴卸荷试验本构理论变形模量应力路径

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某水电站卸荷条件下英安岩力学特性试验研究

人民珠江 2020年第1期41卷 13-17,68页

作者：李万才邓辉丁中辉陆泌锋郝浩李安润苏航成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 中交隧道局第四工程有限公司四川成都610031 成都市勘察测绘研究院四川成都610081

为研究英安岩在卸荷条件下的力学特性,选取西南某水电站下坝址区英安岩为研究对象,通过对天然状态的试样进行三轴卸荷试验,得到在卸荷条件下的应力-应变曲线,分析讨论英安岩在卸荷条件下的变形特性及强度特性。结果表明,在卸荷条件下,... 详细信息

为研究英安岩在卸荷条件下的力学特性,选取西南某水电站下坝址区英安岩为研究对象,通过对天然状态的试样进行三轴卸荷试验,得到在卸荷条件下的应力-应变曲线,分析讨论英安岩在卸荷条件下的变形特性及强度特性。结果表明,在卸荷条件下,英安岩出现侧向扩容现象;围压相同条件下,英安岩破坏时的围压差和弹性模量随卸载速率的增加而降低。研究成果对于含英安岩的工程实践提供了参考。

关键词：英安岩三轴卸荷试验应力-应变曲线变形特性强度特性