In this work, uniaxial fatigue tests combined with post-test X-ray computed tomography (CT) scanning were conducted on marble samples with different interbed orientations, in order to reveal the anisotropic damage evolution characteristics during rock failure. The dynamic elastic modulus, damping ratio, fatigue deformation, damage evolution, accumulative damage modeling and crack pattern were systematically analyzed. The testing results indicate that the interbed structure in marble affects the damage evolution and the associated dynamic mechanical behaviors. The damage curve in “S” style indicates three-stage trend, namely, initial damage stage, steady damage stage and the accelerated damage stage. The damage index during cyclic deformation for marble presents obvious discrepancy. In addition, a fatigue damage prediction models was employed numerically as double-term power equations based on the experimental data. It is found that the selected damage model is suitable in modeling the rapid damage growth in the early and final stage of rock fatigue lifetime. Moreover, post-test CT scanning further reveals the anisotropic damage characteristics of marble, the crack pattern in the fractured sample is controlled by the interbed structure. What is more, the most striking founding is that the fracture degree is in consistent with the damage accumulation within the steady damage stage. Through a series of damage mechanical behavior analysis, the internal mechanism of the effect of interbed orientation on damage evolution of marble is firstly documented.
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软弱层带夹泥粒度成分的分形研究 总被引：3，自引：0，他引：3
应用分形几何理论，对软弱层带夹泥粒度成分的研究表明，粒度分布具有分形结构特征，其分维值在２－３之间。分维值可作为定量描述夹泥粒度成分的参数。分维值的大小，不仅能表征夹泥所处的演化阶段及环境条件，而且还与夹泥的粘粒含量，粘土矿物成分及物理力学特征等密切相关。 相似文献
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宁波大桥主墩墩址软弱带成因机制研究 总被引：1，自引：1，他引：1
通过对宁波大桥主墩墩址软弱带详细的地质勘测和综合方法研究，内中包括粘土泥质物Ｘ射线衍射分析，软弱带岩石化学成分和不同成因砂和砾石的成分和特征研究，特别是软弱带的显微构造和物质来源的研究，本文对这一软弱带的成因机制着重进行了探讨。研究发现，这一软弱带在结构上可划分为三部分或三层结构，下部为挤压破碎带、中部为风化产物、上部为地表水贯入充填堆积。它表明这一软弱带经历了三种不同的地质作用的演化过程或具有三种物质来源。这一研究结论对大桥的设计和施工有重要的影响和意义。 相似文献
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许多研究表明,泥化夹层的力学强度与其物质组成关系极为密切,尤以粒度成分对强度的影响更为显著。作者曾依据粒度成分将泥化夹层分为粘泥型、泥夹碎屑型、碎屑——碎屑夹泥型、泥夹粉砂和粉砂夹泥型等各种类型[1]。并对黄河小浪底水库工程的各类夹泥进行了大量的中型试件剪切试验研究和电子显微镜观察,进一步探讨了夹泥粒度成分与力学强度之关系。 相似文献
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泥化夹层系指岩体中的软弱夹层在层间错动与地下水的长期物理化学作用下所形成的结构疏松,颗粒大小不均,多呈定向排列,粒间连结微弱,强度较低的特殊软弱层,亦叫夹泥层。是工程岩体中的软弱带。 对泥化夹层的研究包括各个方面,而按成因、物质组成与结构构造特征,对夹泥进行客观的、正确的分类,则是确定和选取夹泥层力学指标的基础与前提。 相似文献
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红土是一种特殊土,其成分和结构决定了红土本身具有不同于一般粘性土的工程地质性质。红土中游离氧化铁的存在使土颗粒之间产生胶结,是土具有“假粉性”和“假砂性”特征的主要原因。研究发现,游离氧化铁含量和形态的改变,将直接影响红土颗粒的粒度分布。通过对不同pH值红土试样的颗粒成分进行测试,借助分形理论得到不同pH值红土粒度成分分维值。计算发现,不管是否在测试过程中采用分散剂,土粒度分维曲线上都存在两个无标度区。pH值的改变引起了土粒度分维的变化,随pH值的增大,土粒度分维值也变大,反应出土的细颗粒含量增加,土颗粒所形成的集合体越分散。土pH值的大小与粒度成分分维、游离氧化铁含量之间的内在联系,揭示出了红土中游离氧化铁对土颗粒胶结的本质。 相似文献
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围压效应与软弱夹层泥化的可能性分析 总被引：13，自引：0，他引：13
软弱夹层是控制岩体稳定的主要因素之一,特别是当它们泥化时,由于强度大为降低,其影响更大。本文从软弱夹层所处的地应力环境出发,分析了不同风化岩带由于地应力所产生的围压不同而引起软弱夹层在物理力学性质方面的差异。作者认为由于围压效应的存在,位于微风化岩带中的软弱夹层大都受到地应力所产生的较高围压限制,通常是不会发生泥化的。围压的高低是软弱夹层泥化的根本原因之一。 相似文献
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沉积型软弱夹层成因分类及强度特征 总被引：6，自引：0，他引：6
研究区为一沉积岩覆盖区。由于区内软弱夹层分布广泛，构成了影响坝肩、坝基抗滑稳定性的王要工程地质问题之一。文章从软弱夹层的成因入手，认为区内特定的沉积环境和构造运动是夹层形成的基础，确定了夹层的成因类型；根据夹层分布、夹泥粒度组成，依据工程分类方法，将坝区夹层分为3种不同类型：粘泥型(Ⅰ1类)，泥含粉粒碎屑型(Ⅰ2类)及碎屑夹泥型(Ⅱ类)；分析了区内夹层夹泥的物理性质及表征区内夹层物理性质指标；通过分析软弱夹层强度特征与其物理性质的关系，确定了能够表征夹层强度特征的物理性状指标W／Wp；在软弱夹层工程分类基础上，研究各类夹层的强度特征，表明综合物理性状指标W／Wp与强度指标之间具有较好的相关性，确定了不同类型夹层的W／Wp和强度指标的相关关系式。在上述相关关系式基础上，结合坝区内控制性夹层的物理指标，给定了其强度建议值。文章这种“成因-物理性质-强度特征”的研究方法及以此确定的不同类型软弱夹层物理性状指标和强度指标间的相关关系，为沉积型软弱夹层的强度取值提供了一条捷径，对其它类型软弱夹层的强度取值也具一定的参考价值。 相似文献
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胶东半岛中生代金矿床具有重要的经济价值,其蚀变和矿化均受北东向断裂控制。例如,位于胶东半岛西北部的新立金矿床受区域三山岛-仓上断裂(F1)和次级断裂(F2)控制,其中F1广泛地控制蚀变和矿化,F2仅分割黄铁绢英岩化蚀变和钾化蚀变。本文选取新立金矿床F1和F2的断层泥为研究对象,通过显微观察,矿物组成测定,激光粒度分析等多种手段,探讨断层泥物质组成、矿物成因、演化阶段及其在成矿过程中的作用。矿物学分析表明F1断层泥主要成分为高岭石和石英,含少量黄铁矿、伊利石和石膏;F2断层泥含有大量的石英和绢云母以及少量高岭石和伊蒙混层。根据矿物共生关系和相图分析得出,高岭石是绢云母反应形成的,伊利石由高岭石转化所致,伊蒙混层是高岭石转化为伊利石的中间产物,这些矿物之间的转化反映了aK+或aK+/aH+连续减小。F1断层泥中黄铁矿和F2断层泥中石英和绢云母可能为围岩残留,石膏是次生风化的产物。F1断层泥的粒度分布曲线呈单峰型、复式双峰和三峰型,其粒度分布分维值为2.61~2.82;而F2断层泥仅呈简单双峰型,分维值为2.46~2.52,表明F1断层泥组份经历颗粒旋转磨蚀阶段,F2断层泥组份处于约束碾磨阶段。综上所述,水岩反应和构造磨蚀在断层泥的形成过程中扮演重要角色,两者在主断裂F1中更强烈、复杂。鉴于F2产出位置和断层泥特征,我们推断F2为成矿后构造。断层泥中大量的黏土矿物、高度分化的颗粒粒度以及定向的显微构造导致低的横向渗透性,使断层作为障碍层阻隔成矿流体并形成差异的蚀变矿化带。 相似文献
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动弹模量与阻尼比是土动力学分析中的重要力学参数,考虑重载铁路荷载特征定量分析水泥改良膨胀土的动模量和阻尼比的较少。依托蒙西至华中地区铁路煤运通道(简称蒙-华铁路)工程为背景,采用南阳邓州市大山寨膨胀土,通过在不同频率、围压、固结比及动应力幅值下的持续振动三轴试验,研究了水泥掺量3%和5%水泥改良膨胀土的动弹模量及阻尼比,并与膨胀土素土进行对比分析。结果表明:水泥掺量3%和5%改良膨胀土的最大动弹模量约为膨胀土素土的3~4倍;在动弹模量-应变曲线中,动应变小于0. 002时表现为陡降段,动弹模量随动应变增长降幅达70%,而动应变大于0. 002时降幅较小,动弹模量随动应变增长趋于稳定;动弹模量随围压、频率、水泥掺量增加而增大,阻尼比随围压、固结比增加而减小;低应变水平下,固结比与动模量成正相关关系,高应变水平下,固结比与动弹模量成负相关关系。同时,对动弹模量及阻尼比进行了归一化分析,建立了估算动弹模量及阻尼比的经验公式。 相似文献
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基于相关函数理论,提出一种新的计算动三轴试验动模量和阻尼比的方法。假设土体为黏弹性体,采用自相关函数分析应力、应变波形的平均幅值,进而计算动模量;采用互相关函数分析应变滞后于应力时程波形的相位差,进而计算阻尼比。利用饱和珊瑚砂、南京细砂和原状粉质黏土的不排水应变控制分级循环加载试验数据,分析结果表明：动模量和阻尼比计算的相关函数法对不同土样具有普适性;应变幅值小于1×10?4时,相关函数法计算动模量及阻尼比的精度明显优于传统的滞回圈法;应变幅值大于1×10?3时,土体呈现强非线性特性,应力-应变滞回圈不对称,相关函数法计算的阻尼更为可靠。 相似文献
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粉土地基上建造的铁路或公路在交通荷载作用下易产生各种病害,导致基础设施不能正常工作。为研究交通循环荷载作用下粉土的累积变形和动力性能,针对钱塘江粉土开展一系列的循环三轴试验,探讨土体物理条件（相对压实度、含水率）和应力特征（频率、围压、动应力比）等对粉土累积轴向应变、动模量和阻尼比等的影响。试验结果表明,钱塘江粉土的临界动应力比约为0.11,当轴向动应力小于临界动应力时,粉土的动模量变化很小,相应的累积轴向应变也很小;当动应力超过临界动应力后,土样的动模量快速下降,残余动模量约为初始弹性模量的20%,同时,动模量和阻尼比随着累积轴向应变（或名义振次）的发展变化显著。粉土的动模量和阻尼比在归一化后可得到统一规律：在轴向应变（或名义振次）小于一定值时,动模量几乎不变,而后呈指数形式衰减,最终趋于稳定值;粉土阻尼比随着轴向应变（或名义振次）的发展呈指数关系增长。 相似文献
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为探讨黄土动力特性受加筋方式的影响,利用GDS动态三轴测试系统,以玻璃纤维单丝窗纱为筋材,开展了4种围压下10种不同加筋方式的黄土动力特性试验,研究了黄土动弹性模量和阻尼比随围压、加筋位置、加筋层数的变化规律。结果表明:未加筋和加筋试样动弹性模量都随动应变增加呈指数衰减,但随围压增加而增大;应变小于0.05%时,阻尼比分布较离散,应变大于0.05%时,阻尼比随围压和动应变增加而增大;筋材的加入提高了土样的动弹性模量,并有效降低了阻尼比。通过构建加筋效用规格化系数并对比发现:加筋效益受围压与动荷载传播方向影响最为显著;中等围压下筋材发挥效益最明显;对本试验土样尺寸而言两层加筋效果较佳;动静荷载作用下土体中筋材布置都应优先考虑土样2/3～3/4附近。 相似文献
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水泥土桩被广泛应用于软土路基加固工程中。然而,人们对水泥桩与桩间土形成的加固体的动力特性尚缺乏认识,无法合理评价水泥土桩复合地基的长期性能。基于此,本文开展水泥土桩复合体大型动三轴试验,研究围压、静偏应力、置换率及分级加卸载路径对其动力参数的影响,并分析了动力参数的波动性。试验结果表明:随着静偏应力增加,复合单元体的动弹模量减小,阻尼比增大,临界动应力比减小。随着置换率增加,动弹模量略有增加,阻尼比略有减小。逐级卸载造成复合单元体的动力参数劣化。阻尼比具有较强的波动性,复合单元体阻尼比的变异系数是动弹模量的2.8～7.0倍。相比于软土,复合体动弹模量提高了2～6倍,静偏应力越大,提高系数越大。 相似文献
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黄河三角洲粉质土的动模量和阻尼比试验研究 总被引：9，自引：2，他引：7
结合室内共振柱和动三轴实验,对黄河三角洲饱和原状粉质土体(粉土、粉砂、粉质粘土)动模量和阻尼比的影响因素和发展规律进行了详细的研究。研究表明,在粉粒和粘粒含量对动模量的共同影响中,粉粒含量起着举足起重的作用;侧限压力对归一化剪模比和阻尼比的影响均较显著,相比粘粒含量的影响不大。通过与Seed建议的砂土及饱和粘土的G/Gmax~曲线和~曲线进行对比,结果显示研究区的粉质土相比一般的砂土和饱和粘土而言,其动力变形特性更接近于砂土,但是与砂土也存在着非常明显的差异;其发展规律与其他地区沉积粉质土也较为不同,具有明显的区域性。采用修正了的Hard in-D rnevich模型和对数模型分别对G/Gmax~曲线和~曲线进行拟合,给出了三类粉质土的归一化动力变形G/Gmax~/r关系曲线,对模型中有关参数的影响因素做了初步的探讨。 相似文献
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不同冻结条件下辽西风积砂土动力参数试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为研究不同冻结条件对辽西风积砂土动力参数的影响, 以京沈客运专线阜新段路基为研究背景, 利用GDS冻土动态三轴测试系统对不同温度、 水分、 冻融次数下风积砂土的动弹性模量及阻尼比进行了测试, 获得了土体动弹性模量及阻尼比的变化规律, 提出了风积砂土动力参数的修正系数。结果表明： 随着环境温度的降低, 土体动弹性模量逐渐增大, 阻尼比逐渐减小, 温度与动弹性模量之间近似呈线性关系, 与阻尼比呈指数关系; 随着含水率的增加, 土体动弹性模量逐渐增大。存在着一个含水率敏感区间, 在此区间内动弹性模量变化较为明显, 含水率与阻尼比之间关系不明显, 随着含水率的增加阻尼比稍有降低; 随着冻融循环次数的增加动弹性模量逐渐降低, 阻尼比逐渐增大, 前5次冻融循环对土体动力参数的影响较大, 之后影响逐渐减小。在此基础上, 建立了风积砂土动力参数的修正系数, 能够较好的反映不同冻结条件下土体动力参数的变化规律, 为季冻区铁道工程建设提供参考。 相似文献
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作为轻质、高压缩性、弹性大的材料,橡胶加筋土已成功在岩土工程中应用。许多学者对常温条件下的橡胶加筋土进行了一系列静力和动力性能的研究。然而,我国作为世界第三大冻土国家,冻结状态下橡胶加筋膨胀土(Expansion Soil-Rubber,ESR)的动力特性研究还相对处于空白。本文通过低温动三轴试验,研究了冻结条件下橡胶加筋膨胀土(ESR)的动力响应特性,阐释了橡胶掺量对ESR的影响。结果表明:(1)冻结时ESR的滞回曲线呈椭圆形,随橡胶掺量的增加,滞回曲线逐渐变扁平;(2)ESR的剪应力略低于素膨胀土,在橡胶掺量为10%时,ESR的剪应力最小;(3)随着橡胶掺量和剪应变的增大,ESR的剪切模量逐渐减小;(4)在冻结过程中,素膨胀土与ESR的阻尼比皆随剪应变的增加而减小,相比于素膨胀土,ESR的阻尼比要更大。 相似文献
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