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颗粒土的微观力学行为（如土颗粒的运动与破碎等）决定着其宏观应力-应变行为,如应变局部化、应力硬化等。为研究颗粒土的微观力学行为,开发了一台微型三轴试验装置。它的轴向加载系统由伺服控制的步进转动马达与涡轮传动的减速器组成,围压由GDS压力控制器提供,压力室采用高透光率,高强度的轻质材料制成。借助于X射线显微CT及图像处理分析技术,该装置能实现对干砂土微尺寸试样（直径为8 mm,高度为16 mm）在三轴剪切条件下微观特性的无损检测。采用该三轴试验装置对粒径为0.60～1.18 mm 的LBS（Leighton Buzzard sand）试样在1.5 MPa的围压下进行了试验。结果显示,试验装置测得应力-应变曲线合理,显微CT 图像特征清晰,能够用于颗粒土体微观土力学行为的试验研究。 相似文献
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针对原有给水度实验仪不能直观反映地下水水位埋深及其降深对给水度影响的缺点,设计了能采用柱体法测定松散土体试样的给水度的实验仪.新设计的给水度实验仪能直观地显示出地下水水位的变化,并能反映出初始地下水水位埋深及水位降深对给水度的影响,且操作简单,易于学生理解掌握. 相似文献
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为了研究次高温高压条件下、在变形作用过程中煤是否发生化学变化而产生气体以及产气机理和规律,研制了一种次高温高压煤变形产气试验装置,并对装置密封、气体观测收集等关键技术难点进行了分析。该试验装置主要由加载系统、密封反应釜系统、温控加热系统以及气体观测收集系统4个部分组成。最大加载轴压为100 MPa,最高加热稳定温度200℃,试样尺寸为Φ50 mm×100 mm。该装置具有如下特点:气密性良好,并可长时间进行恒温恒压加载,最长可连续加载360 h;结构简单,易操作,成本低,系统可靠性高。试验初期,利用该装置对两种不同煤级煤进行轴压10~50 MPa,温度100℃和150℃的变形产气试验,得到不同温度、不同压力条件下煤的变形产气特征。试验结果表明,该试验装置为煤变形产气的相关试验研究提供了有效的手段,具有较大的实用价值。 相似文献
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原位直剪是测定土石混合料强度参数最为普遍也是最可靠的试验方法之一,但是现有原位直剪仪在试验过程中存在法向加压系统不合理、无法预留剪切缝等多方面的缺陷,影响试验结果的精度。本文对传统原位剪切仪进行有针对性的改造,研制出自反力双剪面大型剪切仪,该大型原位直剪仪有以下特点:（1）设备自身提供水平反力;（2）剪切过程中垂向加压系统固定,无需滚轴排;（3）剪切盒之间可预留可调节宽度的剪切缝,适用性更广;（4）装置模块化程度高,便于搬运、组装和拆卸。通过与单环剪切仪进行现场对比试验发现,与单环剪切仪得到的试验结果相比,自反力双剪面大型剪切仪得到的剪应力-剪切位移曲线为标准双曲线,并且可得到大剪切位移情况下的剪切曲线,通过大剪切位移曲线读取的最大剪应力更贴合实际。与单环剪切仪得到的抗剪强度值相比,内摩擦角低4.6°,而黏聚力高41.14 kPa。同时通过对两种剪切仪得到的剪切破坏面进行图像对照,可明显发现自反力双剪面大型剪切仪得到的剪切破坏面较为平整,未出现单环剪切仪对的剪切破坏面下凹现象。 相似文献
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由于吸力量测技术的困难,对京―九线粉土在不同含水率下击实并进行三轴不排水剪切试验,研究其强度和屈服特性,为非饱和击实粉土力学模型的建立提供依据。试验结果表明：该击实粉土在剪切过程中,在最优含水率干侧击实的土样具有较高的强度,应力-应变关系曲线呈软化趋势,土样先剪缩后剪胀,湿侧击实的土样具有较低的强度,应力-应变关系曲线呈硬化趋势,土样不断剪缩;随着试样击实含水率的增加,击实粉土的强度和屈服应力不断减小,水对土体具有一定的软化作用;不同击实含水率下,土样在q-p平面内破坏时的屈服轨迹为近似平行的斜直线,含水率对临界状态线的斜率没有影响;含水率对击实粉土抗剪强度的贡献表现为土体的似黏聚力的增加,似黏聚力与含水率之间呈乘幂关系,得出以含水率为变量的击实粉土强度计算公式,可在实际工程中推广应用。 相似文献
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水泥系结合料稳定赤泥应用于公路工程是消纳大宗工业固体废料赤泥的新技术路向。目前,路用稳定赤泥耐久性能的研究滞后于工程实践,为对此研究,进行稳定剂配比研究、干湿循环与冻融循环试验和微观试验。结果表明：水泥、石灰和磷石膏结合料稳定赤泥的标准强度最小为3.6 MPa,可满足路面稳定基层承载标准,且5级循环后试样质量损失趋于稳定。磷石膏比例由8%减小到2%,5级干湿循环后强度降低至1.69～3.69 MPa,强度损失率(BDR/%)达到35.1%～85.4%,5级冻融循环后强度降低至2.63～3.70 MPa,强度损失率(BDR/%)达到54.82%～79.79%,表明硫激发耦合效应的磷石膏掺量不宜超过赤泥用量的2%。此外,压汞试验研究揭示干湿与冻融循环导致试样大孔隙(直径>0.1μm)占比增加,并与强度呈显著负相关。综合承载性能与耐久性能试验,使用稳定赤泥替代公路道面水稳材料是可行的,最优配比为赤泥：水泥：石灰：磷石膏=100︰8︰2︰2。基于循环强度衰减特征,工程实践中施工期限制、早期养护质量等至关重要,且应严格控制稳定赤泥中的磷石膏掺量。 相似文献
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联合压力板仪和蒸汽平衡法在全吸力范围内对原状与重塑黄土进行持水特性试验,使用非饱和三轴仪对高吸力下的原状与重塑黄土进行剪切试验,同时采用扫描电镜仪(scanning electron microscope,SEM)和压汞仪(mercury injection apparatus,MIP)进行微观试验,探讨了非饱和黄土结构性差异对其水力力学特性的影响。试验结果表明:随着吸力的增大,原状和重塑土的饱和度、含水率均减小,孔隙比稍有减小。由于原状及重塑黄土的初始孔隙比基本一致,因此两者压汞试验总进汞量接近。由扫描电镜和压汞试验得到的原状及重塑黄土的孔隙结构形态及优势孔径范围不一样,结构性有所差异,导致土-水特征曲线在不同吸力范围内呈现不一样的规律。原状和重塑土的应力-应变关系多呈软化现象,吸力为3.29 MPa的重塑土呈硬化现象。且随着吸力的增大,原状和重塑土的黏聚力和峰值强度均明显增加,体变由剪缩趋向剪胀现象。由于原状土具备一定结构性,胶结作用较强,其黏聚力的增幅会大于重塑土,峰值强度也高于重塑土,而两者的内摩擦角基本一致。 相似文献
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高应力下砾质心墙料切线模量研究 总被引：1，自引：1，他引：0
使用高压大型三轴仪,对某300 m级土石坝的砾质土心墙料进行了最高围压5 MPa的三轴试验。试验结果表明砾质土的应力-应变关系符合双曲线关系,抗剪强度包络线呈非线性。根据参数的物理意义,初始模量Ei应在尽可能小的应变范围内取值,最大主应力差 应在大应变范围内取值,且实际工程的应变在1 %左右,建议在?a= 0 %～3 %下取Ei值,在?a = 5 %～15 %下取 值,数据拟合表明建议取值法比传统取值法拟合度高。由于试验的围压范围较大,提出把围压分0.2～1.0 MPa,1.5～3.0 MPa,3.5～5.0 MPa三段分别取切线模量,通过回归证明拟合较好。 相似文献
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For technical reasons, virtually all plastic deformation experiments on geological materials have been performed in either pure shear or simple shear. These special case loading geometries are rather restrictive for those seeking insight into how microstructure evolves under the more general loading geometries that occur during natural deformation. Moreover, they are insufficient to establish how plastic flow properties might vary with the 3rd invariant of the deviatoric stress tensor (J3) which describes the stress configuration, and so applications that use those flow properties (e.g. glaciological and geodynamical modelling) may be correspondingly compromised. We describe an inexpensive and relatively straightforward modification to the widely used Paterson rock deformation apparatus that allows torsion experiments to be performed under simultaneously applied axial loads. We illustrate the performance of this modification with the results of combined stress experiments performed on Carrara marble and Solnhofen limestone at 500°–600 °C and confining pressures of 300 MPa. The flow stresses are best described by the Drucker yield function which includes J3-dependence. However, that J3-dependence is small. Hence for these initially approximately isotropic calcite rocks, flow stresses are adequately described by the J3-independent von Mises yield criterion that is widely used in deformation modelling. Loading geometry does, however, have a profound influence on the type and rate of development of crystallographic preferred orientation, and hence of mechanical anisotropy. The apparatus modification extends the range of loading geometries that can be used to investigate microstructural evolution, as well as providing greater scope for determining the shape of the yield surface in plastically anisotropic materials. 相似文献
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为研究石灰岩裂隙的摩擦滑动特性,搭建了三轴试验系统,进行了劈裂石灰岩岩芯在湿润和干燥条件下的滑动-控制-滑动试验、速度步长试验和渗透试验。通过滑动-控制-滑动试验和速度步长试验分别研究了石灰岩裂隙摩擦强度的时间依赖性和滑动稳定性,并进一步分析了水对裂隙摩擦强度特性的影响,同时还通过渗透试验观察了裂隙渗透率在滑动过程中的变化。滑动-控制-滑动试验表明:裂隙的摩擦强度具有时间和应力依赖性,裂隙摩擦强度在控制时间内的下降量及重新滑动后的愈合量均与控制时长成正比,而与有效压应力成反比;此外,摩擦强度特性还明显受到水的影响。速度步长试验则表明:石灰岩裂隙摩擦强度随滑动速度的增加而增大,呈现速度强化特性。最后通过不同有效正应力下(介于1?3 MPa之间)的渗透试验发现:裂隙的渗透率不仅随有效应力的增加而急剧下降,而且在各级正应力下亦随滑动而逐渐减小。 相似文献
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Paterson高温高压流变仪及其在岩石流变学的应用 总被引：4，自引：1，他引：3
地球作为一个动态体系,其内部岩石在各种物理化学条件下变形,形成各种地质构造.在过去的几十年里,得益于相关测试分析手段的不断发展,地球材料的流变学研究取得了许多实验突破,加深了人类对地壳和上地幔岩石变形行为的理解.本文对实验岩石变形装置的技术发展做了扼要的回顾,重点介绍了Paterson高温高压流变仪(HPT).HPT是... 相似文献
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滨海盐渍土中易溶盐遇水溶解,引起强度明显下降,变形增大,严重影响其作为生土材料的工程性能。利用丙烯酰胺（AM）原位聚合对盐渍土进行改良,探讨固化条件对其力学性能与耐水性能的影响。试验结果表明,当加热温度为70 ℃、加热时间为6 h,AM单体用量为盐渍土用量的3%,引发剂用量为AM用量的3%,且不加入交联剂时,用量较为经济且具有较高的抗压和抗折强度,在龄期为7、14、28 d时,其抗折强度分别可达到2.265、3.603、5.255 MPa;抗压强度分别达到5.6、13.7、16.2 MPa;与28 d龄期的原试样进行对比,AM聚合固化后试样的抗折强度和抗压强度分别提高了4～5倍,相比传统砌体砂浆材料强度大幅提高,加固后试样的耐水性能和收缩率也都得到明显的改善。利用电镜扫描（SEM）、X射线衍射光谱（XRD）对其微观机制变化进行了初步探讨,发现改良后土样孔隙含量大大减小,且其矿物结构并未发生变化,可视为一种新型环保生土建筑材料应用于工程建设中。 相似文献
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单轴压缩强度是岩石工程建设中广泛使用的力学参数,直接确定单轴压缩强度相对耗时且较为麻烦。点荷载试验可以间接估算岩石的单轴压缩强度（UCS）,试验方式简洁。通过收集到的岩浆岩点荷载试验成果,分析结果表明,（1）大部分转换公式在点荷载强度指数较大时得到偏高的单轴压缩强度值,特别是对部分幂函数;（2）ISRM（American Society for Testing and Materials）建议的取值范围仍然高估了岩石的单轴压缩强度值。为更准确地估算岩石的单轴压缩强度,建议采用点荷载强度指数 的二次函数（见式（1））估算岩石的单轴压缩强度,适用范围为0.0 MPa < <15.0 MPa。 相似文献
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风化岩地基全螺纹玻璃纤维增强聚合物抗浮锚杆承载特征现场试验 总被引：5，自引：0，他引：5
玻璃纤维增强聚合物（GFRP）抗浮锚杆是一种由树脂和玻璃纤维复合而成的新型材料,与传统的钢筋锚杆相比,它具有比强度高、耐腐蚀性强和抗电磁干扰能力强的优点。基于6根GFRP抗浮锚杆和4根钢筋抗浮锚杆现场足尺拉拔破坏性试验,研究了中风化花岗岩中GFRP抗浮锚杆的承载特征和界面黏结特性。试验结果表明,抗浮锚杆的破坏形式有2种：锚杆和砂浆界面剪切破坏,砂浆和围岩界面剪切破坏。直径为28 mm 的GFRP抗浮锚杆和钢筋抗浮锚杆的极限抗拔承载力均为225 kN,直径为32 mm GFRP抗浮锚杆极限抗拔承载力为250 kN,能够满足工程实际需要;GFRP抗浮锚杆与砂浆（第一界面）的平均黏结强度为1.50～1.54 MPa;GFRP抗浮锚杆砂浆与围岩（第二界面）的平均黏结强度为0.32～0.37 MPa,略低于钢筋抗浮锚杆第二界面的平均黏结强度;直径为32 mm的GFRP抗浮锚杆第二界面平均黏结强度高于直径为28 mm的GFRP抗浮锚杆。在此基础上,进一步分析论证了GFRP抗浮锚杆的破坏机制,为GFRP抗浮锚杆的工程应用提供了理论依据。 相似文献
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The study of the temperature effects on the behaviour of saturated and unsaturated soils on triaxial paths requires the development of a new triaxial experimental device of 3.5 MPa of confining pressure and equipped with a heating collar-controlled temperature. In addition to this case of the unsaturated soils, a special pedestal is developed, so as to impose suctions up to 9 MPa using an osmotic solution of polyethylene glycol (PEG) 6000 through a permeable semi-membrane. Measurements of the degree of saturation and the variation of volume during tests induce various problems, primarily related to the thermal dilation of the osmotic solution and the cell-water system. These problems have been solved by carrying out a preliminary calibration. The applicability of this new apparatus concerns environmental geotechnics and geological engineering such as the design and behaviour of engineered barriers as well as the behaviour of the receiving layers of storage sites like radioactive waste. 相似文献