层理弱面砂质板岩力学特性的试验

粉砂质泥岩流变力学参数的试验研究——通过对粉砂质泥岩进行围压3～7mpa下的常规三轴压缩试验和三轴压缩流变试验，获得应力一应变曲线和蠕变曲线，对其瞬时力学性质和流变力学性质进行了比较，分析了长期荷载对粉砂质泥岩力学参数的影响，并利用改进的西原模型...

红砂岩膨胀力学特性试验研究——针对南京红山窑水利枢纽工程提供的红砂岩岩芯，采用mts815．02型岩石刚性伺服试验系统和岩石膨胀测量仪，对膨胀红砂岩进行了力学特性试验研究。并进一步探讨了膨胀红砂岩膨胀力与吸水率的相关性，继而研究膨胀红砂岩膨胀力与...

板岩水理特性试验研究 摘要：在水的作用下，板岩极易发生崩解和软化，进而出现强度降低。本文 针以怀通高速公路正团冲隧道风化板岩为研究对象，通过电镜实验、崩解特性试 验、软化试验，系统研究了板岩受水影响的水理特性。本研究为隧道的开挖和支 护提供了技术支持。 关键词：板岩；水理特性；试验；开挖和支护；技术支持 岩石遇水作用后，会引起某些物理、化学和力学等性质的改变，水对岩石的 这种作用特性称为岩石的水理性。水对板岩及结构面产生物理化学作用，将产生 膨胀、崩解等现象，减弱了板岩的力学性质。板岩在饱水条件下，力学性质将发 生大幅度的降低，尤其是对于含有粘土矿物特别是膨胀性矿物、易溶性矿物或有 机质的板岩，其影响更甚。本文针以怀通高速公路正团冲隧道风化板岩为研究对 象，通过电镜实验、崩解特性试验、软化试验，系统研究了板岩受水影响的水理 特性。本研究为隧道的开挖和支护提供了技术支持。

为深入探究木寨岭隧道工程中炭质板岩的流变力学特性,在不同条件下,对现场取得的岩样进行单轴和三轴压缩蠕变试验,并对炭质板岩的蠕变特性进行分析,描述了炭质板岩的流变特性,得出了瞬时应变占总应变的比例为80%～90%,以及高围压下的流变多为等速流变等结论;采用burgers流变本构模型,对试验数据进行参数拟合分析,得出了3组不同围压下炭质板岩流变本构方程的弹性模量、黏性模量、黏滞系数等主要参数。

通过试验,分析了武广高铁泥质板岩的矿物成分,提出了泥质板岩的施工工艺、质量控制标准和检测手段。研究与结果表明:泥质板岩不具有膨胀特性,机械碾压的碎石料不如机械破碎的合理,机械破碎的碎石料具有更好的耐循环压实特性。

一维动静组合加载下砂岩动力学特性的试验研究——基于对深部岩石承受高地应力并在动力开挖扰动下发生破坏这一问题的科学认识，利用改造的劈裂霍普金森压杆动静组合加载试验装置，开展一维动静组合加载下砂岩的动力学特性试验研究。选取无轴压和3个典型轴压水平...

以广甘公路茂县段碳质板岩为研究对象,通过单轴实验和三轴实验,在不同围压和不同状态条件下,结合岩石本构关系和破坏特点,研究碳质板岩的力学性质,测量碳质板岩的强度参数,为工程实践提供参考。

对取自不同地区的两种弱胶结结构性软黏土原状(undisturbed)样、重塑(remolded)样和泥浆(reconstituted)样进行了单向压缩和三轴剪切试验,分别得到土样的压缩曲线和应力–应变曲线。试验结果表明:原状样的压缩曲线为陡降型曲线,而不同制样土样的压缩曲线存在明显的差异;由于孔隙比和孔径分布对土体抗剪强度的综合影响,不仅导致相同围压下三轴剪切时孔隙比不同的重塑样和原状样强度差异较大,且孔隙比相近的不同土样的强度也存在不同程度的差异;若同一孔隙比下,两种软黏土的不同制样土样的强度关系均为原状样的强度最高,重塑样的强度最低,并可通过相近孔隙比下孔径大于0.2μm的孔隙体积量和孔径分布均匀性可合理地解释3种制样土样强度高低的关系。由于不同制样土样的孔径分布的差异不会随固结压力的增大而消失,用参考孔隙比e_(10)~*,简单表示土的孔隙比和孔径分布(即组构)参数,对压缩和剪切试验结果进行归一化整理后,发现不同土样的试验结果可归一化为相关度高的e/e_(10)~*-σv曲线和e_f/e_(10)~*-qf曲线,证明结构屈服应力后,不同土样变形和强度差异主要是由孔隙比及孔径分布(即组构)的不同引起的,用参考孔隙比e_(10)~*简单表示土的组构参数是有效的。

为研究岩石的动态强度和破坏特性,采用霍普金森压杆(shpb)实验装置,对长径比为1的砂岩进行不同应变率下冲击压缩试验,试验结果表明:随着应变率的增大,砂岩动态强度和峰值应变均增大,且呈现幂函数型增长,表现明显的应变率效应。砂岩破裂面沿着轴向方向,应变率较低时,砂岩破坏的尺寸较大；应变率较大时,砂岩碎块尺寸变小、数量增加。

针对未改良和水泥改良的泥质板岩砂土,利用振动三轴仪开展不同加载频率和围压作用下的循环振动加载试验,研究土的动弹性模量、阻尼比、动力强度和动力累积变形等参数的变化规律,对比改良土和未改良土的试验结果,分析和评价改良效果。研究结果表明：改良土的动应力与动应变关系骨干曲线为双曲线;改良土阻尼比随动应变幅值增大而增大,近似为双曲线函数关系;改良土初始动弹性模量随围压增大而增大,最大阻尼比随围压增大而减小;改良土初始动弹性模量随加载频率增大而增大,但加载频率对最大阻尼比的影响不大;改良土动应力强度和破坏振次的对数呈线性递减关系;水泥改良后,泥质板岩土的动力强度和初始动弹性模量显著提高,而最大阻尼比变化不大。改良土动力变形稳定性比未改良土的强。

针对未改良和水泥改良的泥质板岩砂土,利用振动三轴仪开展不同加载频率和围压作用下的循环振动加载试验,研究土的动弹性模量、阻尼比、动力强度和动力累积变形等参数的变化规律,对比改良土和未改良土的试验结果,分析和评价改良效果。研究结果表明:改良土的动应力与动应变关系骨干曲线为双曲线;改良土阻尼比随动应变幅值增大而增大,近似为双曲线函数关系;改良土初始动弹性模量随围压增大而增大,最大阻尼比随围压增大而减小;改良土初始动弹性模量随加载频率增大而增大,但加载频率对最大阻尼比的影响不大;改良土动应力强度和破坏振次的对数呈线性递减关系;水泥改良后,泥质板岩土的动力强度和初始动弹性模量显著提高,而最大阻尼比变化不大。改良土动力变形稳定性比未改良土的强。

利用gds标准应力路径三轴仪对饱和重塑碳纤维加筋粉质黏土进行了一系列的固结不排水三轴试验,考虑不同加筋方式和不同配合比的因素,对加筋土的静力特性研究分析。实验结果表明:加筋土体的偏应力随围压的增大而增大,混合加筋和分层加筋都存在最佳含筋量,分别为0.45%和0.15%。无论是混合加加筋还是分层加筋,加筋土的粘聚力都显著提升,但内摩擦角变化不显著。对加筋土的应力应变关系进行双曲线拟合,分析表明同一加筋情况下,拟合参数b随围压的增大而减小；相同围压下,加筋效果越好,b值也越小。

以大岗山花岗岩为例,分别进行静力三轴和动力三轴试验,分析花岗岩的抗压强度、弹性模量、泊松比以及相应的极限应变等重要参数与应变速率的关系。试验结果表明:不同围压下,随应变速率的增加,花岗岩的侧向破坏应变随应变速率的增加几乎保持不变,并且绝大部分统计结果值在0.002～0.004范围内;轴向破坏应变的增加幅度不明显;抗压强度增加,试验现象明显;弹性模量的提高幅度随围压的增加有减小的趋势;不同围压下花岗岩的泊松比与应变速率没有明确的关系。基于大岗山花岗岩静力三轴测试全过程应力–应变曲线和损伤力学分析,发现脆性岩石在不同围压下均以侧向损伤为主,通过回归拟合分析,建立大岗山花岗岩静力三轴压缩条件下的损伤演化方程。进一步根据损伤理论建立岩石动力损伤与静力损伤之间的关系,考虑动态强度与初始弹性模量的率相关性建立经验型的岩石动力损伤本构模型,可以作为研究地震荷载作用下岩体结构中应力波传播和衰减规律的基础。

通过施工过程中的管理措施,从地质特征、施工技术措施、超前地质预报、监控测量、施工安全管理等方面系统分析特长隧道砂质板岩水平岩层的隧道快速施工技术。

为了研究层理对砂岩物理力学特征的影响,以布尔台煤矿5-2煤基本顶粉砂岩为研究对象,对其进行了直接拉伸、直接剪切和单轴压缩试验,分析了层理对其纵波波速、抗拉强度、抗剪强度、抗压强度、弹性模量及峰值应变的影响。试验结果表明：层理对抗压强度、残余剪切强度基本没有影响,但是对抗拉强度、峰值应变（拉伸）、抗剪强度、弹性模量、峰值应变（单轴）和纵波波速等有显著的影响;抗拉强度、峰值应变（拉伸）、抗剪强度、弹性模量、峰值应变（单轴）及纵波波速分别降低了31.6%、33.2%、33.9%、33.3%、42.7%、8.4%。

为了研究层理对砂岩物理力学特征的影响,以布尔台煤矿5-2煤基本顶粉砂岩为研究对象,对其进行了直接拉伸、直接剪切和单轴压缩试验,分析了层理对其纵波波速、抗拉强度、抗剪强度、抗压强度、弹性模量及峰值应变的影响。试验结果表明:层理对抗压强度、残余剪切强度基本没有影响,但是对抗拉强度、峰值应变(拉伸)、抗剪强度、弹性模量、峰值应变(单轴)和纵波波速等有显著的影响;抗拉强度、峰值应变(拉伸)、抗剪强度、弹性模量、峰值应变(单轴)及纵波波速分别降低了31.6%、33.2%、33.9%、33.3%、42.7%、8.4%。

为了研究层理对砂岩物理力学特征的影响,以布尔台煤矿5-2煤基本顶粉砂岩为研究对象,对其进行了直接拉伸、直接剪切和单轴压缩试验,分析了层理对其纵波波速、抗拉强度、抗剪强度、抗压强度、弹性模量及峰值应变的影响.试验结果表明:层理对抗压强度、残余剪切强度基本没有影响,但是对抗拉强度、峰值应变(拉伸)、抗剪强度、弹性模量、峰值应变(单轴)和纵波波速等有显著的影响;抗拉强度、峰值应变(拉伸)、抗剪强度、弹性模量、峰值应变(单轴)及纵波波速分别降低了31.6％、33.2％、33.9％、33.3％、42.7％、8.4％.

通过单轴压缩蠕变试验研究含水率以及颗粒组成对粗粒土蠕变的影响规律,分析砂质板岩粗粒土在不同影响因素(含水状态、颗粒组成)下的蠕变特性,并基于与试验结果相符的h-k蠕变模型,探讨含水率、细颗粒含量、应力与蠕变参数之间的关系。研究结果表明:含水率、细颗粒含量均为影响粗粒土蠕变特性的重要因素,提出通过使用干燥或饱和含水态的粗粒土填料以及使用细颗粒含量为30%的粗粒土填料的途径来控制路堤的长期沉降。

通过利用大型单轴固结仪对砂质板岩粗粒土填料进行低应力状态(σ=50,100,200,400和800kpa)的单轴压缩蠕变试验,研究砂质板岩粗粒土路堤填料的蠕变性质。基于粗粒土蠕变理论,分析填料的蠕变曲线特征,确定蠕变的初始计算时间,选取常见的蠕变本构模型,利用改进的高斯-牛顿法确定压实度为95%的砂质板岩粗粒土的蠕变模型参数。研究结果表明:砂质板岩粗粒土在低应力状态下表现出具有弹性变形、稳定蠕变和无黏性流动的衰减蠕变特性;h-k-k模型更准确地反映砂质板岩粗粒土填料的蠕变特性。

砂质板岩在怀通高速公路分布极为广泛。砂质板岩在水的作用下,极易发生崩解和软化,进而出现强度降低。针以怀通高速公路24标边坡全、强、中和弱风化砂质板岩为研究对象,进行了崩解特性、软化、无侧限压缩、剪切渗透性的系列试验,揭示了砂质板岩受的水理特性。研究表明:①砂质板岩具备强烈崩解特性。砂质板岩揭露遇水后,快速发生氧化反应,进而发生崩解。风化程度越高,崩解越强烈;②砂质板岩水理性能由弱到强排序为:全风化砂质板岩<强风化砂质板岩<中风化砂质板岩<弱风化砂质板岩;③砂质板岩越干燥,崩解效应越明显,大旱后突降雨,会导致板岩的强烈崩解,很容易诱发潜在滑坡。

隧道作为我国高速铁路缩短里程、减少耕地占用、节省投资的重要结构形式,由于各地地质构造的差异,各隧道之间也存在一定的差异性.基于此,文章从贵广同马山隧道的施工难点出发,分析了水平砂质板岩隧道开挖施工技术,希望对类似工程项目的施工建设有所帮助.

利用mts815岩石力学试验系统完成了不同温度下的20个花岗岩试样的三轴压缩试验。分析了温度对花岗岩试样的强度特性、变形特性以及破坏特征的影响,能够在实际工程中起到一定的指导作用。试验结果表明:在20℃到40℃的范围,弹性模量随温度升高而降低,泊松比随温度升高而升高,且变化幅度都较大,但当温度超过40℃以后,随温度升高的变化幅度明显降低;随着温度的升高,峰值强度逐渐降低,而且温度对峰值强度的影响随着围压的增加而减弱;内聚力c值随温度升高而降低,内摩擦角φ值随温度升高有升高的趋势,抗剪强度τf大致呈线性减小的关系,且随着正应力的升高,温度对花岗岩抗剪强度的影响有减弱的趋势;花岗岩的变形破坏特征在一般条件下表现为典型的弹脆性体特征,但是在较高围压和较高的温度耦合作用下表现为弹塑性变形-累进性破裂-脆性破坏的特征。