孔洞數(shù)量及孔徑對大理巖力學(xué)特性影響的試驗(yàn)研究

高地應(yīng)力條件下卸荷速率對錦屏大理巖力學(xué)特性影響規(guī)律試驗(yàn)研究

對取自錦屏二級水電站的兩組大理巖進(jìn)行了單軸壓縮、常規(guī)三軸和卸荷三軸試驗(yàn)。為了便于對比加卸載應(yīng)力路徑下的變形參數(shù),結(jié)合工程中巖體應(yīng)力狀態(tài),卸荷試驗(yàn)采用了與常規(guī)三軸試驗(yàn)相同的靜水壓力初始應(yīng)力條件,并對試驗(yàn)所得的力學(xué)參數(shù)及應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線進(jìn)行了對比分析,結(jié)果表明:這種大理巖在加卸載不同應(yīng)力路徑下的力學(xué)參數(shù)及變形特征存在較大差別,同加載試驗(yàn)相比,卸荷條件下的強(qiáng)度參數(shù):內(nèi)聚力c降低了15.2%～85.97%,內(nèi)摩擦角φ值增大了4.77%～59.78%,在正應(yīng)力較小時卸荷條件下的抗剪強(qiáng)度比加載的低;隨著正應(yīng)力的增加,二者的差距逐漸減小;當(dāng)正應(yīng)力達(dá)到一定值后,卸荷條件下的抗剪強(qiáng)度將超過加載條件下的抗剪強(qiáng)度;卸荷過程中巖石的脆性特征更為顯著;在相同的初始圍壓下,與加載條件下的變形參數(shù)相比,卸荷條件下的彈性模量e減小了14.31%～37.37%,泊松比μ增大了20.51%～100%。試驗(yàn)中圍壓從10mpa到80mpa,涵蓋了大多數(shù)工程巖體的應(yīng)力范圍,對解決工程問題具有重要的參考價值。

對特定的砂巖儲層,不同深度射孔的圍壓不同,油藏流動與不同圍壓的共同作用將對砂巖產(chǎn)生不同的力學(xué)效應(yīng),進(jìn)而影響油井出砂.研究建立射孔試驗(yàn)的三維顆粒流數(shù)值模型,模擬油藏流速一定時,分析圍壓改變時的砂巖力學(xué)特性.砂巖的宏觀應(yīng)力曲線表明圍壓越小的砂巖標(biāo)準(zhǔn)化切向應(yīng)力越大,對應(yīng)的偏應(yīng)力越小,說明流體運(yùn)動對巖體的應(yīng)力變化起主要作用,而大圍壓自身對砂巖破壞起著重要的控制作用.另外,平行黏結(jié)的應(yīng)力分布表明油井附近的張拉應(yīng)力和剪應(yīng)力較大,流體運(yùn)動對小圍壓砂巖的應(yīng)力影響較大;顆粒的位移和旋轉(zhuǎn)也同樣說明圍壓小的砂巖顆粒運(yùn)動更激烈,離散的顆粒被攜帶進(jìn)入油井的幾率越大.上述結(jié)果與實(shí)際開采中的砂巖力學(xué)響應(yīng)吻合,說明了油藏流速相同時,大圍壓相較于流體運(yùn)動對砂巖顆粒的作用力要大,砂巖的破壞由圍壓決定,而流體運(yùn)動主要攜帶砂巖顆粒.該成果為不同賦存環(huán)境的砂巖儲層出砂預(yù)測提供了重要的理論依據(jù).

基于旋挖鉆機(jī)成孔孔徑實(shí)測數(shù)據(jù),分析了不同深度、不同土層孔徑的差異及其隨時間的變化特點(diǎn),研究了試樁孔壁粗糙度隨土層和時間的變化規(guī)律,總結(jié)了旋挖鉆機(jī)成孔特點(diǎn)并提出施工建議。

近年來濱海工程不斷上馬,軟土是工程建設(shè)中不可避免的一種特殊土體。為研究干密度對天津地區(qū)軟土力學(xué)特性的影響,對不同干密度天津軟土進(jìn)行固結(jié)不排水三軸壓縮試驗(yàn),結(jié)果表明:不同干密度天津軟土均表現(xiàn)為應(yīng)變硬化,隨干密度增大,應(yīng)變硬化現(xiàn)象越明顯;隨干密度增大,天津軟土破壞偏應(yīng)力、內(nèi)摩擦角和黏聚力皆有增大的趨勢,且干密度為0.95~1.75g/cm~3時,干密度與抗剪強(qiáng)度存在對數(shù)關(guān)系。

大理巖顆粒及試樣尺寸對沖擊傾向影響的試驗(yàn)研究——試樣的沖擊傾向是反映巖石發(fā)生沖擊地壓難易程度的重要參數(shù)。對4種不同顆粒和5種長徑比的大理巖試樣進(jìn)行了單軸壓縮試驗(yàn)，通過分析應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)糖€發(fā)現(xiàn)，大理巖沖擊傾向指標(biāo)e/er隨礦物顆粒的增大而逐...

紅砂巖膨脹力學(xué)特性試驗(yàn)研究——針對南京紅山窯水利樞紐工程提供的紅砂巖巖芯，采用mts815．02型巖石剛性伺服試驗(yàn)系統(tǒng)和巖石膨脹測量儀，對膨脹紅砂巖進(jìn)行了力學(xué)特性試驗(yàn)研究。并進(jìn)一步探討了膨脹紅砂巖膨脹力與吸水率的相關(guān)性，繼而研究膨脹紅砂巖膨脹力與...

混凝土在承受外荷載作用前,其內(nèi)部就存在一定量孔隙。為定量研究孔隙率對混凝土力學(xué)性能的影響,采用1~2mm左右的eps顆粒近似作為混凝土中的孔結(jié)構(gòu),測試孔隙率分別為0、1%、3%、5%時,c15、c20、c30三種混凝土的抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度以及靜力抗壓彈性模量。結(jié)果表明：在同一強(qiáng)度等級下,混凝土3類基本力學(xué)參數(shù)均隨著孔隙率的增大而減小,且隨著孔隙率的增大,這3類力學(xué)參數(shù)的折減率也依次減小。在同一孔隙率下,混凝土強(qiáng)度等級越高,抗壓強(qiáng)度與彈性模量的折減率越大,而劈拉強(qiáng)度的折減率基本不受混凝土強(qiáng)度等級影響。

應(yīng)力路徑對砂土變形特性影響的試驗(yàn)研究——研究土的性質(zhì)，不僅需要知道土的初始和最終狀態(tài)，還需要知道它所受應(yīng)力的變化過程，根據(jù)不同密度的標(biāo)準(zhǔn)砂試樣，分別進(jìn)行了六種不同應(yīng)力路徑的三軸試驗(yàn)研究，以便探討和揭示應(yīng)力路徑和初始狀態(tài)對砂土變形特性的影響。

利用挪威iddefjord花崗巖試樣加工制備含雙側(cè)預(yù)制方形孔洞的板狀試樣,并在instron液壓伺服控制試驗(yàn)機(jī)上開展單軸壓縮試驗(yàn),監(jiān)測試樣的應(yīng)力、應(yīng)變、聲發(fā)射信號特征及試樣破壞過程。研究發(fā)現(xiàn),隨著軸向應(yīng)力的增大,試樣在平行于孔洞豎直方向的位置相繼出現(xiàn)劈裂裂紋并逐漸貫通,孔洞周邊巖體出現(xiàn)塊體彈射、片幫等應(yīng)變型巖爆特征。試驗(yàn)研究表明,含孔洞花崗巖試樣在單軸壓縮下總是從孔洞周邊的劈裂破壞開始,試樣的聲發(fā)射曲線比完整巖樣存在更多的跳躍突變點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,利用flac3d對室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬,通過線彈性模型分析含孔洞巖石材料的應(yīng)力分布特性,通過應(yīng)變軟化莫爾-庫侖準(zhǔn)則模擬巖樣的破壞過程,監(jiān)測各計(jì)算時步下單元拉伸和剪切破壞特性;發(fā)現(xiàn)單軸壓縮下含孔洞巖樣的塑形破壞單元以拉伸破壞為主,拉伸破壞單元沿孔洞豎向邊界貫通形成劈裂破壞面,這和室內(nèi)試驗(yàn)觀測結(jié)果是一致的。研究結(jié)果在一定程度上揭示了深部硬巖洞室開挖后,在高地應(yīng)力作用下總是產(chǎn)生平行于洞室開挖邊界面的板裂、片幫破壞現(xiàn)象。

圍壓卸載對巖石力學(xué)性能影響的試驗(yàn)研究——對花崗巖在不同圍壓條件下的卸載及圍壓卸載引起的巖石損傷進(jìn)行試驗(yàn)研究，著重研究了圍壓卸載速率對巖石強(qiáng)度及損傷的影響。研究表明：圍壓卸載速率直接影響巖石的破壞形態(tài)，圍壓卸載速率越大，試件破壞時對應(yīng)的圍壓值越...

穩(wěn)定碎石土的力學(xué)性能與水泥用量、級配和含水率等因素有關(guān),現(xiàn)階段對于前兩方面研究較多,對于含水率的研究較少。通過采用相同壓實(shí)度與水泥用量的穩(wěn)定碎石土,研究在不同含水率條件下其7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與抗壓回彈模量的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明:隨著含水率的增加,穩(wěn)定碎石土的7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度先升高后降低,在最佳含水率附近最高。同時,隨著含水率的升高,其抗壓回彈模量一直減小,在最佳含水率附近減小最為明顯。

利用instron1346電液伺服控制試驗(yàn)系統(tǒng),對湘西南地區(qū)典型砂質(zhì)板巖進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),重點(diǎn)分析了砂質(zhì)板巖內(nèi)部定向?qū)永砣趺鎸Π鍘r強(qiáng)度和變形特征的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,砂質(zhì)板巖力學(xué)特性具有顯著的橫觀各向同性特征,定向弱面與水平面平行(夾角0°)時,全程應(yīng)力應(yīng)變曲線存在明顯的壓密變形階段,抗壓強(qiáng)度最高,破壞模式為與層面斜交的壓剪破壞。當(dāng)弱面與水平面垂直(夾角90°)時,初始壓密變形量較小,峰前主要為線彈性變形,峰值強(qiáng)度比夾角0°低48%,板巖強(qiáng)度各向異性系數(shù)為0.68。砂質(zhì)板巖各向異性力學(xué)特性的試驗(yàn)研究為解決工程技術(shù)問題提供了基本參數(shù)。

以大崗山花崗巖為例,分別進(jìn)行靜力三軸和動力三軸試驗(yàn),分析花崗巖的抗壓強(qiáng)度、彈性模量、泊松比以及相應(yīng)的極限應(yīng)變等重要參數(shù)與應(yīng)變速率的關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明:不同圍壓下,隨應(yīng)變速率的增加,花崗巖的側(cè)向破壞應(yīng)變隨應(yīng)變速率的增加幾乎保持不變,并且絕大部分統(tǒng)計(jì)結(jié)果值在0.002～0.004范圍內(nèi);軸向破壞應(yīng)變的增加幅度不明顯;抗壓強(qiáng)度增加,試驗(yàn)現(xiàn)象明顯;彈性模量的提高幅度隨圍壓的增加有減小的趨勢;不同圍壓下花崗巖的泊松比與應(yīng)變速率沒有明確的關(guān)系?；诖髰徤交◢弾r靜力三軸測試全過程應(yīng)力–應(yīng)變曲線和損傷力學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)脆性巖石在不同圍壓下均以側(cè)向損傷為主,通過回歸擬合分析,建立大崗山花崗巖靜力三軸壓縮條件下的損傷演化方程。進(jìn)一步根據(jù)損傷理論建立巖石動力損傷與靜力損傷之間的關(guān)系,考慮動態(tài)強(qiáng)度與初始彈性模量的率相關(guān)性建立經(jīng)驗(yàn)型的巖石動力損傷本構(gòu)模型,可以作為研究地震荷載作用下巖體結(jié)構(gòu)中應(yīng)力波傳播和衰減規(guī)律的基礎(chǔ)。

利用mts815巖石力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)完成了不同溫度下的20個花崗巖試樣的三軸壓縮試驗(yàn)。分析了溫度對花崗巖試樣的強(qiáng)度特性、變形特性以及破壞特征的影響,能夠在實(shí)際工程中起到一定的指導(dǎo)作用。試驗(yàn)結(jié)果表明:在20℃到40℃的范圍,彈性模量隨溫度升高而降低,泊松比隨溫度升高而升高,且變化幅度都較大,但當(dāng)溫度超過40℃以后,隨溫度升高的變化幅度明顯降低;隨著溫度的升高,峰值強(qiáng)度逐漸降低,而且溫度對峰值強(qiáng)度的影響隨著圍壓的增加而減弱;內(nèi)聚力c值隨溫度升高而降低,內(nèi)摩擦角φ值隨溫度升高有升高的趨勢,抗剪強(qiáng)度τf大致呈線性減小的關(guān)系,且隨著正應(yīng)力的升高,溫度對花崗巖抗剪強(qiáng)度的影響有減弱的趨勢;花崗巖的變形破壞特征在一般條件下表現(xiàn)為典型的彈脆性體特征,但是在較高圍壓和較高的溫度耦合作用下表現(xiàn)為彈塑性變形-累進(jìn)性破裂-脆性破壞的特征。

一維動靜組合加載下砂巖動力學(xué)特性的試驗(yàn)研究——基于對深部巖石承受高地應(yīng)力并在動力開挖擾動下發(fā)生破壞這一問題的科學(xué)認(rèn)識，利用改造的劈裂霍普金森壓桿動靜組合加載試驗(yàn)裝置，開展一維動靜組合加載下砂巖的動力學(xué)特性試驗(yàn)研究。選取無軸壓和3個典型軸壓水平...

拉伸試驗(yàn)速率對低碳鋼力學(xué)性能影響的試驗(yàn)研究 摘要］采用設(shè)計(jì)拉伸試驗(yàn)方案，對低碳熱軋及冷軋鋼板進(jìn)行金屬常溫拉伸試驗(yàn)，考察試 驗(yàn)速率對力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，拉伸試驗(yàn)速率作為拉伸試驗(yàn)過程中最重要的可控 制條件，是會對拉伸試驗(yàn)結(jié)果如抗拉強(qiáng)度、斷后延伸率、等產(chǎn)生影響的，通過控制拉伸試驗(yàn) 速率，可以提高檢驗(yàn)結(jié)果真實(shí)程度和穩(wěn)定性的目的。 ［關(guān)鍵詞］金屬拉伸試驗(yàn)試驗(yàn)速率控制力學(xué)性能測量不確定度 引言 金屬常溫拉伸試驗(yàn)是指按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)在金屬產(chǎn)品規(guī)定的部位取樣，并依照一定的尺寸和光潔 度加工成規(guī)定形狀試樣，在符合試樣的試驗(yàn)設(shè)備上按規(guī)定的程序拉斷，測定金屬材料力學(xué)性 能指標(biāo)的過程。 拉伸試驗(yàn)由于方法簡單、過程直觀、試樣易加工、試驗(yàn)結(jié)果有代表性，被廣泛運(yùn)用在冶金、 機(jī)械加工、建筑、科研等諸多領(lǐng)域，是金屬物理性能檢驗(yàn)工作中最常用的試驗(yàn)方法之一。拉 伸試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，既

通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及相關(guān)測試,分析了影響大孔混凝土力學(xué)性能的主要因素。根據(jù)測定結(jié)果回歸分析得出:不同水泥強(qiáng)度的大孔混凝土抗壓強(qiáng)度與其有效孔隙率之間的關(guān)系呈線性關(guān)系;影響大孔混凝土強(qiáng)度的因素中,目標(biāo)孔隙率、骨料填實(shí)率和水灰比較為顯著,根據(jù)測試結(jié)果得出相關(guān)回歸方程可供實(shí)際工程參考。

采用錦屏二級水電站埋深2000m的白山組大理巖試樣進(jìn)行單軸壓縮-聲發(fā)射試驗(yàn),通過試驗(yàn)結(jié)果的分析確定白山組大理巖的啟裂強(qiáng)度和損傷強(qiáng)度,分別為0.4～0.5倍和0.8倍的單軸抗壓強(qiáng)度,試驗(yàn)結(jié)果與加拿大url針對lacdubonnet花崗巖的測試成果相接近。針對白山組深埋大理巖開展室內(nèi)三軸壓縮試驗(yàn),試驗(yàn)成果顯示錦屏白山組大理巖隨著圍壓的增大其峰后應(yīng)力-應(yīng)變曲線具有明顯的脆-延-塑轉(zhuǎn)換特征。對比錦屏白山組大理巖、lacdubonnet花崗巖以及三峽花崗巖的三軸試驗(yàn)成果,說明大理巖和花崗巖峰后力學(xué)特征的顯著差異。采用hoek-brown強(qiáng)度準(zhǔn)則的本構(gòu)模型描述大理巖的脆-延-塑轉(zhuǎn)換特征,并將研究成果應(yīng)用于引水隧洞的圍巖損傷深度預(yù)測。

大孔徑超長樁自平衡測試法靜載試驗(yàn)研究——介紹了自平衡試樁法在肇源松花江特大橋樁基靜載試驗(yàn)中的應(yīng)用，試驗(yàn)結(jié)果可靠，在橋梁樁基礎(chǔ)工程中有著廣泛的應(yīng)用前景。

利用巖石細(xì)觀加載儀和數(shù)字顯微觀測系統(tǒng),進(jìn)行了黃河小浪底砂巖在不同化學(xué)腐蝕下的單軸壓縮破裂過程試驗(yàn),探討了不同濃度、不同ph值和不同化學(xué)溶液對巖石力學(xué)特性的影響,分析了在化學(xué)腐蝕下巖石的細(xì)觀破裂行為,給出了部分砂巖荷載位移變化曲線。

以直埋式農(nóng)用屏蔽電纜的開孔屏蔽殼體為研究對象,應(yīng)用線性邊界元法(lbem)分析了不同的孔洞尺寸對屏蔽效能的影響。根據(jù)工程實(shí)例計(jì)算得到,雙芯屏蔽電纜各芯線間的耦合電容隨屏蔽層孔深及孔寬變化的關(guān)系曲線,對有效地利用鋼塑復(fù)合帶防御因屏蔽層的孔洞導(dǎo)致的電磁干擾,提高直埋式電纜屏蔽效能具有指導(dǎo)意義。