尺寸效应对岩石单轴压缩试验影响研究

为探究尺寸效应对小尺寸岩样单轴压缩试验的影响规律,通过在室内伺服试验机上对直径25 mm,不同长度的花岗岩岩样进行单轴压缩试验,研究尺寸效应对小尺寸花岗岩岩石力学参数以及破坏形式的影响规律。试验结果表明,随着长径比增加,岩样表现出抗压强度和泊松比逐渐减小,弹性模量增加的趋势。其中,多项式模型较为适合小尺寸岩样尺寸效应强度模型;不同长径比岩样的单轴压缩试验应力-应变曲线加载趋势不同,其峰值应变随着长径比的增加而减小;随着长径比的增加,岩石破坏形式从脆性剪切破坏转变为剪切破坏,最后逐步变为脆性破坏,岩样破坏面数量与角度出现规律性变化。当长径比在1.1～2.2时,岩样破坏形式遵循相同的破坏准则,通过拟合公式推导不同长径比岩样的力学参数存在可行性;岩石单轴试验破坏过程中的能量与长径比呈负相关,且当长径比在1.9～2.2时,各能量变化幅度趋于平缓,岩样破坏形式较为统一,其强度在数值上表现的差异性较小,可作为小尺寸岩样单轴试验的最佳长径比。     

单轴压缩条件下岩石破损过程的CT试验分析

采用工业计算机层析(ICT)设备与全数字液压实验系统EHF-EG200KN试验机,对大台煤矿冲击倾向性煤层底板岩石试样进行了单轴压缩荷载作用下的CT试验,得到了单轴压缩荷载作用下不同应力阶段岩石试样微裂纹发展的CT图像。通过对CT图像灰度值的分析,得到单轴压缩荷载作用下岩石的损伤破裂过程。为进一步研究煤层底板岩石的破坏及冲击地压的发生机理提供依据。     

普通混凝土劈裂抗拉尺寸效应试验研究

为探究普通混凝土劈裂抗拉受力方式尺寸效应,设置三种不同强度等级和三种不同立方体尺寸普通混凝土,应用液压伺服机和劈裂抗拉装置,对普通混凝土进行劈裂抗拉受力方式尺寸效应研究。通过试验得到不同加载工况普通混凝土破坏形态和劈裂抗拉强度特征值进行对比分析,主要得到以下结论:尺寸效应对混凝土劈裂抗拉破坏形态没有直接影响;不同强度等级混凝土受劈裂抗拉加载方式均受到尺寸效应的影响,随着立方体边长尺寸的增大,混凝土劈裂抗拉强度逐步降低,其中强度等级较高的混凝土,其劈裂抗拉强度降低幅度值逐步增大,但劈裂抗拉强度降低百分比基本相类似;同时从尺寸效应律角度提出不同强度等级普通混凝土劈裂抗拉加载方式下尺寸效应方程,所得到的方程具有较好的适用性。     

单轴压缩下单裂隙类岩石强度变形特性分析

以含特定几何参数(长度、倾角)的预制单裂隙类岩石试样为模型,开展了单轴压缩试验,研究了单裂隙试样的强度变形特性。试验中观察到贯穿预制裂隙面的拉伸主裂纹和由预制裂隙尖端或中部萌生的次生裂纹;单轴压缩作用下,试样的破坏模式均为拉伸破坏;当裂隙长度不变时,随着倾角的增大,试样峰值强度先减小后增大,峰值强度最小值对应的倾角逐渐减小;当裂隙倾角不变时,试样峰值随裂隙长度的增大而减小;预制裂隙倾角是新裂纹萌生及扩展的诱因,裂隙长度影响次生裂纹迹线的数目。     

杨木压缩应力-应变关系研究

研究杨木在不同温度条件下径向压缩大变形的力学行为,建立杨木在压缩大变形下的应力-应变关系,并观察横压过程中的杨木细胞变形特征.结果表明,杨木在径向施压下,其整个大变形过程可分为3个阶段,即线弹性阶段、屈服后弱线性强化阶段和幂强化阶段.但由于木材在横压大变形实验中压密点不易确定,故以一个线性方程描述其弹性阶段和一个3次多项式描述其屈服后的整个压缩大变形下的应力-应变关系更为方便.     

水泥净浆单轴受压力学性能试验与分析

为得到简单配比的水泥净浆单轴受压力学性能,进行了2种配合比的水泥净浆试件试验,给出了试验现象与破坏过程,得到了水泥净浆试件力学性能指标。分析了弹性模量变化规律,给出了以水泥净浆棱柱体抗压强度为基础的弹性模量计算公式。分析了水泥净浆单轴受压应力-应变曲线上升段变化规律,采用混凝土规范公式拟合得到了水泥净浆单抽受压应力-应变曲线上升段计算公式,给出了曲线参数取值。给出了通过强度计算得到水泥净浆弹性模量及应力-应变曲线上升段的计算方法,为工程实践及采用水泥净浆进行分析提供基础素材。     

周向约束对木材压缩吸能特性的影响

通过准静态压缩试验,考察轻木、泡桐、杉木、毛白杨4种木材在周向约束条件时,顺纹和横纹的压缩力学行为、破坏形态、吸能特性,并利用t检验分析其差异显著性。结果表明：(1)周向约束木材的顺纹压缩应力-应变曲线仍表现为“三阶段”特征,周向约束可抑制木材剪切扩展、大幅屈曲变形等非稳态破坏,曲线平台阶段应力基本与破坏强度持平。(2)泡桐、杉木、毛白杨顺纹压缩的吸能能力、平台阶段平稳性显著提高,其单位体积吸能值分别提高了15.51%、53.02%、48.15%,理想吸能率增大了35.93%、24.24%、86.00%。(3)周向约束木材的径向与弦向压缩力学行为、吸能特性相似,木材压头侧边纤维受试样中部拉伸和剪切作用发生竖向剥离,并沿压缩方向产生裂纹。(4)与无约束压缩相比,周向约束轻木、泡桐横纹压缩应力-应变曲线形状无明显变化,径向压缩单位体积吸能值分别提高了325.51%、182.60%,弦向压缩单位体积吸能值分别提高了430.57%、255.66%;杉木、毛白杨周向约束时横纹压缩应力-应变曲线变为无平台区的“两阶段”形式,理想吸能率均显著降低。