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压剪应力条件下砂岩双面剪切细观开裂扩展演化特性试验研究

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岩石力学与工程学报 2014年第4期33卷 649-657页

作者：许江刘婧程立朝冯丹刘义鑫重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400044

利用自主研发的煤岩双面剪切细观开裂演化过程试验装置,通过开展不同法向应力条件下的剪切试验,借助声发射技术及图像处理技术,对细观开裂扩展过程、细观开裂扩展空间分布进行深入探究。研究结果表明:对于压剪应力条件下的双面剪切试验... 详细信息

利用自主研发的煤岩双面剪切细观开裂演化过程试验装置,通过开展不同法向应力条件下的剪切试验,借助声发射技术及图像处理技术,对细观开裂扩展过程、细观开裂扩展空间分布进行深入探究。研究结果表明:对于压剪应力条件下的双面剪切试验,加载过程中的大部分阶段,试件表面损伤不明显,表面裂纹出现在峰值剪应力之前;当剪应力达到峰值前,Hit率有一个急剧增加的过程,说明砂岩内部已有裂纹产生,而试件表面并无明显变化,一段时间后才在表面观测到细小裂纹,推测裂纹由内向外扩展;试件发生宏观破坏后,左右两侧裂纹呈八字形或梯形分布,由于竖向剪切力引起的岩体内部剪切破坏占主导作用且砂岩内部晶粒间存在一定的几何物理性质差异,主裂纹基本沿预定剪切面扩展的同时表现出开裂扩展的不规则性;裂纹多在石英、长石等矿物颗粒的边缘即砂岩中相对薄弱的环节产生,随着应力水平的增加,裂纹也会穿过矿物颗粒形成穿晶破裂,这种现象多在石英颗粒中出现,这与其特有的微结构特征有关。

关键词：岩石力学压剪声发射双面剪切细观

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砂岩双面剪切细观损伤特性试验研究

岩石力学与工程学报 2015年第S2期34卷 3642-3651页

作者：许江田傲雪程立朝冯丹刘义鑫重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400044

利用自主研发的煤岩双面剪切细观开裂演化过程试验装置,通过开展不同加载速率条件下的剪切试验,并借助声发射技术及图像处理技术,对砂岩细观开裂扩展过程、细观开裂扩展空间分布进行深入研究。研究结果表明:随着加载速率的增加,砂岩抗... 详细信息

利用自主研发的煤岩双面剪切细观开裂演化过程试验装置,通过开展不同加载速率条件下的剪切试验,并借助声发射技术及图像处理技术,对砂岩细观开裂扩展过程、细观开裂扩展空间分布进行深入研究。研究结果表明:随着加载速率的增加,砂岩抗剪强度增加,二者近似呈线性关系;对于砂岩双面剪切试验,两侧裂纹开裂扩展与贯通并不同步,且一侧裂纹贯通破坏导致应力集中于另一侧垂直剪切面,使其微裂隙发育更加迅速,形成贯通性主裂纹耗时大大缩短;微裂纹起裂部位一般位于预定剪切面附近的某一点或几点,开裂后基本沿竖直加载方向发育、扩展,同时相距较近的各微裂纹相互作用,直至贯通;砂岩剪切细观裂纹扩展过程中,接近竖直方向的微裂纹转变为侧向分叉裂纹,垂直于竖直方向的微裂纹则停止扩展,破坏模式表现为绕行、钉扎、分叉抱行、诱导性分叉、欠劈、止裂、勾回等多种模式,以绕行及钉扎为主。

关键词：岩石力学声发射双面剪切细观

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抗裂型沥青稳定碎石的双面剪切疲劳性能研究

建筑材料学报 2018年第1期21卷 165-168页

作者：田小革韩海峰李新伟张起森李烨长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114 广州市高速公路有限公司广东广州510288

为提高沥青稳定碎石的抗裂性能,优化设计了粗集料间断半开级配的沥青稳定碎石(ATB-25),并对其进行了应力比分别为0.1,0.2,0.3,0.4和0.5的双面剪切疲劳试验.结果表明:应力比对ATB-25梁式试件疲劳寿命具有显著影响;各应力比下其疲劳寿命... 详细信息

为提高沥青稳定碎石的抗裂性能,优化设计了粗集料间断半开级配的沥青稳定碎石(ATB-25),并对其进行了应力比分别为0.1,0.2,0.3,0.4和0.5的双面剪切疲劳试验.结果表明:应力比对ATB-25梁式试件疲劳寿命具有显著影响;各应力比下其疲劳寿命均服从双参数Weibull分布.同时建立了不同失效概率下的概率型(p-S-N型)剪切疲劳方程.

关键词：沥青稳定碎石剪切疲劳双面剪切 Weibull分布疲劳方程

纤维水泥砂浆与混凝土粘结性能双面剪切试验研究

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山东大学学报（工学版） 2016年第4期46卷 76-82,88页

作者：卜良桃袁海涛湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

在砂浆中分别掺入聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维、钢纤维以及适量的外加剂制备纤维水泥砂浆。使用千斤顶对外包纤维水泥砂浆的混凝土构件进行双面剪切试验,研究纤维种类、混凝土强度、纤维水泥砂浆抗压强度对纤维水泥砂浆与混凝土界面粘结... 详细信息

在砂浆中分别掺入聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维、钢纤维以及适量的外加剂制备纤维水泥砂浆。使用千斤顶对外包纤维水泥砂浆的混凝土构件进行双面剪切试验,研究纤维种类、混凝土强度、纤维水泥砂浆抗压强度对纤维水泥砂浆与混凝土界面粘结性能的影响。试验结果表明:掺聚乙烯醇纤维的水泥砂浆与混凝土界面的剪切强度最大,聚丙烯纤维次之,钢纤维最小;剪切强度随混凝土抗压强度的提高而增大,随纤维水泥砂浆抗压强度的提高而增大;剪切强度与纤维水泥砂浆抗压强度之间存在线性相关关系。本研究中的纤维种类较多,纤维水泥砂浆强度范围涉及较广,可以较好地为加固工程实际提供理论指导。

关键词：双面剪切纤维水泥砂浆界面粘结性能混凝土抗压强度砂浆抗压强度混凝土结构加固

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温拌橡胶沥青混合料双面剪切疲劳试验研究

中外公路 2017年第6期37卷 267-270页

作者：黎霞刘金凤曾璐璐长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410004

通过采用Abaqus有限元软件,建立力学分析模型,模拟沥青混合料小梁试件在双面剪切破坏过程中的受力状态。通过对沥青混合料小梁试件数值模拟,分析沥青混合料小梁试件在双面剪切受力状态下其内部的应力应变分布规律。并根据模型选择应力... 详细信息

通过采用Abaqus有限元软件,建立力学分析模型,模拟沥青混合料小梁试件在双面剪切破坏过程中的受力状态。通过对沥青混合料小梁试件数值模拟,分析沥青混合料小梁试件在双面剪切受力状态下其内部的应力应变分布规律。并根据模型选择应力加载方式控制试验参数,采用自制双面剪切试验夹具,利用应力控制的方式进行双面剪切试验,研究沥青混合料的疲劳性能。通过双面剪切疲劳性能试验得到温拌橡胶沥青、橡胶沥青和SBS改性沥青的疲劳性能,分析温拌剂和橡胶粉对沥青混合料疲劳寿命的影响。

关键词：温拌橡胶沥青混合料双面剪切疲劳性能

高应力下花岗岩双面剪切应力-应变及声发射特征

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太原理工大学学报 2017年第4期48卷 587-591页

作者：庞明敏赵阳升康志勤焦永俊太原理工大学采矿工艺研究所

利用真三轴伺服试验机、岩石双面剪切装置和声发射系统进行了花岗岩的双面剪切实验,测试了花岗岩在双面剪切载荷作用下破坏全过程的力学特征以及内部破裂的声发射特征。试验结果表明:当法向应力较低(50 MPa)时,岩石双面剪切应力应变全... 详细信息

利用真三轴伺服试验机、岩石双面剪切装置和声发射系统进行了花岗岩的双面剪切实验,测试了花岗岩在双面剪切载荷作用下破坏全过程的力学特征以及内部破裂的声发射特征。试验结果表明:当法向应力较低(双面剪切应力应变全过程分为4个阶段,即加载调整段、弹性变形段、弹塑性变形段和峰后变形段。当法向应力较高(>50 MPa)时,岩石双面剪切应力应变全过程比法向应力较低时多出一段塑性变形强化段。岩石剪切破坏各个阶段的声发射信号具有明显的特征。

关键词：花岗岩双面剪切声发射岩石破坏

纳米SiO2-纤维混合体系增强再生混凝土双面剪切力学性能研究

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纳米SiO2-纤维混合体系增强再生混凝土双面剪切力学性能研究

作者：孙大钊长安大学

学位级别：硕士

再生混凝土的力学性能是影响其工程应用的关键,由于再生粗骨料存在微裂纹、附着旧砂浆、吸水率高等不足,导致再生混凝土的力学性能较差,因此,研究人员通过加入外掺材料来增强再生混凝土的力学性能,已经起到了较好的效果,但仍缺少对于双... 详细信息

再生混凝土的力学性能是影响其工程应用的关键,由于再生粗骨料存在微裂纹、附着旧砂浆、吸水率高等不足,导致再生混凝土的力学性能较差,因此,研究人员通过加入外掺材料来增强再生混凝土的力学性能,已经起到了较好的效果,但仍缺少对于双面剪切性能的研究。为了提高再生混凝土在复杂受力场景中的承载性能,有必要针对再生混凝土的双面剪切性能开展深入研究。本研究提出了应用玄武岩纤维(BF)、聚丙烯纤维(PPF)和纳米SiO(NS)三种外掺材料的不同组合,包括单掺体系-单独掺入BF、PPF或NS,二元混合体系-BF和PPF混掺、三元混合体系-BF、PPF和NS三者混掺来增强再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和剪切强度,并借助扫描电镜对再生混凝土的微观机理进行分析,找出不同体系增强再生混凝土双面剪切性能的机理。同时,基于响应面法建立再生混凝土不同混合体系与力学性能间的多元非线性强度回归模型,对最优体系掺量和最佳力学性能进行预测。向再生混凝土中掺入BF、PPF和NS的不同组合,开展力学试验,结果表明:混合体系对再生混凝土力学性能的增强效果较好,且三元混合体系优于二元混合体系。掺入纤维的再生混凝土试件在双面剪切破坏过程较无掺加试件的脆性破坏特征减弱,延性破坏特征更明显,掺入NS粒子的再生混凝土抗剪切能力增强,再生粗骨料和水泥基体仍是剪切断裂面上的主要破坏区域。二元混合体系中,BF或PPF均能提高峰值剪切应变能力,三元混合体系中,BF体积率对峰值剪切应变的影响最显著。剪切断裂能和韧性指数随着混掺纤维体积率的提高呈现增长趋势,NS对剪切断裂能和韧性指数的影响较小,规律性较弱。不同长径比的BF和PPF可以形成密集的三维网状支撑结构,较好的填充水泥基体中的大孔隙,NS颗粒通过自身的物化反应在更小尺度上对再生骨料和新水泥砂浆的孔隙结构进行填充,三者的协同作用能够从多尺度上对再生混凝土内部的界面过渡区等结构进行增强,进而增强了再生混凝土的双面剪切性能。最后,基于响应面法分别建立了二元混合体系下以BF和PPF体积率、三元混合体系下以NS掺量和BF-PPF混掺体积率为响应因子,以抗压强度、劈裂抗拉强度和剪切强度为响应指标的三维多元非线性响应面模型,决定系数相关指标、假设检验、变异系数和信噪比等可靠度指标以及残差分布规律均验证了两种混合体系下强度回归模型的精准度,并阐述了不同混合体系下响应因子与响应指标间的三维响应规律及其间的敏感性。基于渴求函数对二元混合体系下BF和PPF的最优体积率和三元混合体系下NS和BF-PPF的最佳掺量进行了预测,同时实现了抗压强度、劈裂抗拉强度和剪切强度的最大化。

关键词：再生混凝土力学性能双面剪切混掺纤维响应面法

纤维水泥砂浆与混凝土粘结性能双面剪切试验研究

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纤维水泥砂浆与混凝土粘结性能双面剪切试验研究

作者：袁海涛湖南大学

学位级别：硕士

钢筋混凝土结构已成为当今世界上应用最广泛的结构形式,在现代建筑中,几乎任何一栋建筑的建成都少不了混凝土的参与。然而,人口的急剧增长引发建筑的过度集中和不合理规划等问题,使得建筑与环境之间的矛盾日益凸显。因此,实现社会可持... 详细信息

钢筋混凝土结构已成为当今世界上应用最广泛的结构形式,在现代建筑中,几乎任何一栋建筑的建成都少不了混凝土的参与。然而,人口的急剧增长引发建筑的过度集中和不合理规划等问题,使得建筑与环境之间的矛盾日益凸显。因此,实现社会可持续发展的有效途径是对既有结构进行维修加固和改造。纤维水泥砂浆薄层加固方法凭借其高性能低成本的优点逐渐成为结构加固改造技术中的主力军。使用纤维水泥砂浆薄层加固混凝土构件时,能否达到预期的加固效果,主要取决于纤维水泥砂浆与被加固的混凝土构件之间的界面粘结性能。本文采用双面剪切试验方法研究了纤维水泥砂浆-混凝土粘结试件的界面粘结性能,主要的研究内容和成果如下:(1)本次双面剪切试验中共设置M20100共9个砂浆强度等级,每个强度等级按照所掺的纤维种类不同(钢纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维)分为3组,共27组,每组3个试件,通过对这81个试件的双面剪切试验来研究纤维水泥砂浆与混凝土之间的界面粘结性能。(2)对外包纤维水泥砂浆的混凝土构件进行双面剪切试验,研究纤维种类、混凝土强度、纤维水泥砂浆强度对纤维水泥砂浆与混凝土界面粘结性能的影响。试验结果表明:掺聚乙烯醇纤维的水泥砂浆与混凝土界面的剪切强度最大,聚丙烯纤维次之,钢纤维最小;剪切强度随混凝土抗压强度的提高而增大,随纤维水泥砂浆抗压强度的提高而增大。(3)使用方差分析方法分析纤维种类、混凝土强度和纤维水泥砂浆强度这三个因素对剪切强度影响的显著性,结果表明:纤维种类对剪切强度影响显著;混凝土强度和纤维水泥砂浆强度对剪切强度影响高度显著;纤维种类与混凝土强度之间的交互作用以及纤维种类与纤维水泥砂浆强度之间的交互作用对剪切强度影响不显著。(4)建立结构为5-9-1的BP神经网络剪切强度预测模型,预测结果中剪切强度计算值与样本中剪切强度期望值之间吻合良好,预测精度能满足工程应用的需要,说明使用BP神经网络剪切强度预测模型来预测剪切强度是可行的,预测结果可以为加固工程中混凝土与纤维水泥砂浆粘结性能的判断提供依据。

关键词：双面剪切纤维水泥砂浆方差分析预测模型

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对砼改良双面剪切实验方法的力学分析

西北建筑工程学院学报（自然科学版） 1992年第4期9卷 8-16页

作者：贡金鑫西安公路学院

本文利用塑性力学理论对硅改良双面剪切实验方法进行了力学分析,给出剪切面上的应力分布形式,并对不同边界条件的情况作了探讨。

关键词：混凝土梁双面剪切塑性力学