不同固结条件下尾矿粉质黏土动力变形特性分析

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作者 蔡国军 李林 +3 位作者 卫俊仁 蒲洪 孙文鹏 杨森林 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第1期39-45,共7页

利用GDS振动三轴试验系统,针对四川省某尾矿库的尾矿粉质黏土料,基于不同固结条件开展振动三轴试验,研究尾矿粉质黏土在分级循环荷载下的变形特性,基于不同固结条件对尾矿粉质黏土各动力变形特性参数的变化情况进行对比分析。结果表明:... 利用GDS振动三轴试验系统,针对四川省某尾矿库的尾矿粉质黏土料,基于不同固结条件开展振动三轴试验,研究尾矿粉质黏土在分级循环荷载下的变形特性,基于不同固结条件对尾矿粉质黏土各动力变形特性参数的变化情况进行对比分析。结果表明:当固结围压σ_(3)和固结比Kc不断变大时,尾矿粉质黏土的各动力变形参数呈现出明显不同变化趋势,阻尼比λ会持续变小,动弹性模量E_(d)与动剪切模量G_(d)不断增大;在动应变ε_(d)不断增大的过程中,阻尼比λ会相应升高,但动弹性模量E_(d)与动剪切模量G_(d)却显著下降,动弹性模量比E_(d)/E_(dmax)逐渐减小,表明动弹性模量逐渐衰减,且衰减过程呈三段式;固结压力σ_(3)和固结比Kc的增大可以减缓动弹性模量E_(d)的衰减。采用沈珠江动本构模型对试验结果进行拟合,获得相关模型参数。 展开更多

关键词 尾粉黏土 振动三轴试验 动弹性模量 阻尼比 动剪切模量 沈珠江动本构模型

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磷石膏动模量及阻尼比试验研究

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作者 蔡国军 卫俊仁 +2 位作者 杨森林 蒲洪 李林 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第5期11-18,共8页

近年来,磷石膏废渣的生产和堆积迅速增长,给库区安全以及环境带来不小的隐患。该文利用英国GDS公司的GDS-DYNTTS型微机控制振动三轴试验系统,对杨家箐磷石膏堆场库区不同取土深度下的磷石膏废渣进行动力特性试验,主要针对其在围压较大... 近年来,磷石膏废渣的生产和堆积迅速增长,给库区安全以及环境带来不小的隐患。该文利用英国GDS公司的GDS-DYNTTS型微机控制振动三轴试验系统,对杨家箐磷石膏堆场库区不同取土深度下的磷石膏废渣进行动力特性试验,主要针对其在围压较大、偏压固结条件下的动弹性模量E_(d)、阻尼比λ进行较详细的研究。试验结果表明:密度相同条件下,动弹性模量随着固结比和围压的增加而变大,且在动应变ε_(d)增长初期曲线变化率不大,ε_(d)超过0.01%后动弹性模量会迅速减小,再逐渐趋于平缓;利用Kondner模型发现最大动弹性模量倒数和动应变的曲线呈较好的线性关系;对动模量比(E_(d)/E_(d0))曲线进行归一化分析,可以得出动模量与动应变的变化趋势,并且根据Darendeli模型对磷石膏动模量比的衰变阶段进行划分;利用最小二乘法对阻尼比与动弹性模量比λ-Ed/Ed0分布进行拟合,得到归一性较好的经验模型曲线。 展开更多

关键词 动三轴试验 磷石膏 偏压固结 动模量 阻尼比

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不同碎石含量混合红黏土静力特性研究

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作者 陈广森 蔡国军 +2 位作者 钟世浩 吴富双 张晨 《甘肃水利水电技术》 2024年第4期45-48,64,共5页

针对贵州混合红黏土路基在静荷载下的强度及变形问题,采用英国GDS静三轴试验系统对不同碎石含量混合红黏土开展了静力特性试验,研究了不同围压、含水率和碎石含量(质量分数,下同)对红黏土应力、应变的影响规律,分析了碎石含量对混合红... 针对贵州混合红黏土路基在静荷载下的强度及变形问题,采用英国GDS静三轴试验系统对不同碎石含量混合红黏土开展了静力特性试验,研究了不同围压、含水率和碎石含量(质量分数,下同)对红黏土应力、应变的影响规律,分析了碎石含量对混合红黏土抗剪强度的影响。结果表明:(1)当碎石含量固定且低于30%时,围压越小,试样在三轴试验剪切过程中越易呈现应变软化特征。当混合红黏土试样处于最优含水率时,随着围压和碎石含量的增大,主应力差值变大,试样在整个三轴试验过程中呈现应变硬化特征。当围压和含水率固定时,随着碎石含量的增大,抗剪强度先增大后减小。(2)当碎石含量超过30%时,黏聚力c会逐渐降低,抗剪强度减小。围压和含水率对试样的抗剪强度都有一定的影响。围压越大,试样的抗剪强度越大;而含水率越大,抗剪强度则先增大后减小。试样在最优含水率附近抗剪强度最大。 展开更多

关键词 混合红黏土 碎石含量 静三轴试验 应力-应变曲线 抗剪强度

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循环荷载作用下中等风化砂岩的能量演化规律研究

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作者 范财权 蔡国军 陈广森 《甘肃水利水电技术》 2024年第4期49-53,共5页

在岩土工程中岩石和主体建筑经常会受到各种复杂应力的作用,尤其是受到循环荷载的情况较为普遍。为保证工程安全和完善复杂应力下的岩石力学特性研究,选取广东某地中等风化砂岩为研究对象进行了力学试验。采用声波检测仪和MTS-815型岩... 在岩土工程中岩石和主体建筑经常会受到各种复杂应力的作用,尤其是受到循环荷载的情况较为普遍。为保证工程安全和完善复杂应力下的岩石力学特性研究,选取广东某地中等风化砂岩为研究对象进行了力学试验。采用声波检测仪和MTS-815型岩石刚性试验机,分别进行了三轴压缩试验、三轴循环荷载试验和波速试验。通过循环荷载试验分析了砂岩在剪缩区和剪胀区的力学特性,并由应力-应变曲线分析得到了砂岩在不同轴向振动荷载下的能量演化规律。 展开更多

关键词 岩石力学试验 中等风化砂岩 三轴循环 能量演化

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P5含量对砾类土强度与变形特性影响的试验研究 被引量：8

5

作者 蔡国军 陈世豪 +3 位作者 周扬 赵大安 冯伟强 程宇航 《水利水电技术》 北大核心 2020年第1期187-195,共9页

为了研究粗粒含量对砾类土的强度与变形特性的影响,本文对5种不同粗粒含量的强风化灰岩土石混合体开展了室内大型直剪试验与数值模拟研究,并获取相关的强度与变形参数。室内试验结果表明:随粗粒含量增加,抗剪强度参数先增大后减小,粗粒... 为了研究粗粒含量对砾类土的强度与变形特性的影响,本文对5种不同粗粒含量的强风化灰岩土石混合体开展了室内大型直剪试验与数值模拟研究,并获取相关的强度与变形参数。室内试验结果表明:随粗粒含量增加,抗剪强度参数先增大后减小,粗粒含量70%时试样内摩擦角达到最大,黏聚力变化无明显规律。对实验数据进行统计分析表明,用径径比可以很好地体现试样级配、粒径大小、含量、试样尺寸的关系,最终得到抗剪强度与径径比关系的经验公式,可以初步预测粗粒土的抗剪强度。数值模拟结果表明:使用Clump“聚粒”模型模拟砾石能较好地拟合剪应力与剪位移曲线;剪切过程中剪切带附近颗粒运动表现为上凸的弧线,这个现象持续至剪切结束;力链表现为倾斜的珊瑚状,随剪切进行力链不断发展增强,至剪切完成力链稍有衰减。 展开更多

关键词 砾类土 大型直剪 PFC^3D 微观力学特征

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磷石膏动残余变形特性试验研究 被引量：1

6

作者 蔡国军 蒲洪 +3 位作者 李林 白帆 冯伟强 仲闯 《中国测试》 CAS 北大核心 2022年第6期123-127,共5页

为分析云南某磷石膏库堆积坝在地震作用下的永久变形,采用英国GDS-DYNTTS型微机控制振动三轴试验系统对堆积坝料进行动力残余变形特性的试验研究。试验结果表明:同一固结比,当围压和动应力水平较低时,残余剪应变γ_(d)和残余体应变ε_(... 为分析云南某磷石膏库堆积坝在地震作用下的永久变形,采用英国GDS-DYNTTS型微机控制振动三轴试验系统对堆积坝料进行动力残余变形特性的试验研究。试验结果表明:同一固结比,当围压和动应力水平较低时,残余剪应变γ_(d)和残余体应变ε_(VI)与lg(1+N)在双对数坐标中能较好拟合;当围压和动应力水平较高时,试验开始阶段试验数据与拟合曲线会产生偏差,但是随着振次增加,实验曲线与拟合曲线能较好重合。此外,残余体应变斜率c;与剪应变γ_(d)拟合度较好,而C_(dr)/S_(1)^(2)与剪应变γ_(d)拟合关系较离散,通过改进沈珠江模型,调整应力水平指数,拟合关系离散程度大大减小。 展开更多

关键词 磷石膏 颗粒级配 应力水平 动残余剪应变 动残余体应变

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分级循环加卸载下砂岩损伤力学特性研究 被引量：1

7

作者 蔡国军 孙文鹏 +3 位作者 陈锡锐 杨森林 贾俊 李林 《中国测试》 CAS 北大核心 2023年第1期161-168,共8页

通过选取陕西省略阳市某滑坡表层的中风化砂岩进行静态单轴压缩试验与三轴循环加卸载试验,研究低围压循环加卸载条件下岩石的损伤力学特性,得到力学参数、损伤参数、滞回环面积等随循环过程的演化规律及循环荷载作用下砂岩的变形破坏机... 通过选取陕西省略阳市某滑坡表层的中风化砂岩进行静态单轴压缩试验与三轴循环加卸载试验,研究低围压循环加卸载条件下岩石的损伤力学特性,得到力学参数、损伤参数、滞回环面积等随循环过程的演化规律及循环荷载作用下砂岩的变形破坏机制。结果表明:循环加卸载试验过程中,围压增强砂岩抵抗变形破坏能力,随着围压增大,动弹性模量明显增大而动泊松比逐渐降低,砂岩试样内凹现象逐渐“模糊”;滞回环面积受围压与轴向载荷影响明显,与围压变化呈负相关,与轴向载荷变化呈正相关,轴向载荷增大时,不可逆应变逐渐累积,砂岩损伤加剧;砂岩内部原始裂隙在初始较低循环荷载作用下压密,后过渡到弹性变形与裂纹稳定扩展阶段,随着试验进行,裂纹加速演化不稳定扩张,岩样逐渐变形失稳破坏。 展开更多

关键词 岩石力学 砂岩 循环加卸载 损伤力学特性 滞回环特性

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不同围压条件下千枚岩宏观破坏与微观破裂特征分析 被引量：4

8

作者 蔡国军 赵大安 +3 位作者 冯伟强 程宇航 贾俊 仲闯 《中国测试》 CAS 北大核心 2021年第6期45-50,共6页

通过选取陕西省汉中市阴湾沟滑坡的千枚岩进行不同围压条件下的岩石三轴压缩试验和电镜扫描试验,分别从宏观和微观角度研究该处千枚岩的变形破坏机制,并分析岩石宏观破坏与微观破裂之间的相关性。研究结果表明:在低围压条件下,千枚岩宏... 通过选取陕西省汉中市阴湾沟滑坡的千枚岩进行不同围压条件下的岩石三轴压缩试验和电镜扫描试验,分别从宏观和微观角度研究该处千枚岩的变形破坏机制,并分析岩石宏观破坏与微观破裂之间的相关性。研究结果表明:在低围压条件下,千枚岩宏观破坏模式为拉张破坏和剪切破坏的复合型,当围压升高,千枚岩宏观破坏模式变成沿结构面滑动的剪切破坏;在零围压的条件下,千枚岩微观破裂断面较为平整,随着围压升高,千枚岩试样沿层面发生剪切破裂;在外力作用下千枚岩易发生剪切破坏,与其平坦面的断面形态和沿层面破裂的微观破裂模式是密切相关的,说明千枚岩的宏观破坏与微观破裂之间存在一定联系。 展开更多

关键词 千枚岩 岩石三轴压缩试验 电镜扫描试验 宏观破坏 微观破裂

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基于声发射的深层砂岩裂纹发育分类研究 被引量：1

9

作者 蔡国军 周扬 +3 位作者 陈世豪 贾俊 李苏申 罗巧丽 《水力发电》 北大核心 2020年第2期42-46,97,共6页

利用MTS-815型刚性试验机和声发射监测仪,对深层砂岩层理面与垂直加载方向夹角不同的3种岩样(SY-0°、SY-45°、SY-90°)进行单轴压缩试验,得到应力-AE事件-AE能量-时间的关系曲线,并对声发射各个阶段参数R A和A F进行了统... 利用MTS-815型刚性试验机和声发射监测仪,对深层砂岩层理面与垂直加载方向夹角不同的3种岩样(SY-0°、SY-45°、SY-90°)进行单轴压缩试验,得到应力-AE事件-AE能量-时间的关系曲线,并对声发射各个阶段参数R A和A F进行了统计,判断张拉裂纹和剪切裂纹的变化趋势。结果表明,3个方向加载的岩石破坏形式不同,SY-0°破坏是张拉、剪切共同作用导致的,SY-45°破坏以张拉破坏为主,SY-90°破坏是张拉、剪切共同作用,但以剪切破坏为主。 展开更多

关键词 岩石力学 破坏形式 声发射 X射线 裂纹分类

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岩体力学参数对反倾边坡稳定性影响的数值模拟研究 被引量：6

10

作者 蔡国军 陈锡锐 +5 位作者 尹保国 孙文鹏 程宇航 周扬 赵大安 贾俊 《人民珠江》 2020年第9期25-31,共7页

应用离散元软件UDEC,以秦岭南部略阳县菜籽坝反倾边坡为例,研究岩体物理力学参数(主要为抗拉强度、节理刚度、内摩擦角及黏聚力)对边坡稳定性的影响。通过比较三者所引起的边坡位移及变形破坏情况,得到以下主要结论:抗拉强度对反倾边坡... 应用离散元软件UDEC,以秦岭南部略阳县菜籽坝反倾边坡为例,研究岩体物理力学参数(主要为抗拉强度、节理刚度、内摩擦角及黏聚力)对边坡稳定性的影响。通过比较三者所引起的边坡位移及变形破坏情况,得到以下主要结论:抗拉强度对反倾边坡稳定性的影响有限,但随着抗拉强度的大幅降低,边坡失稳范围也会加大;节理刚度的合理选取至关重要,极大影响着结构面的弯曲变形;随着内摩擦角及黏聚力的不断降低,边坡潜在破坏范围逐渐增大;三者对倾倒变形影响大小关系为:内摩擦角、黏聚力>节理刚度>抗拉强度。 展开更多

关键词 UDEC 反倾边坡 岩体力学参数 边坡稳定性 强度折减法

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高铁隧道路基上拱变形蠕变成因试验研究

11

作者 蔡国军 仲闯 +2 位作者 程宇航 赵大安 冯伟强 《甘肃水利水电技术》 2021年第3期9-13,42,共6页

高铁无砟轨道路基竖向上拱变形是影响高速铁路安全运行的重要因素。为研究西南某高铁隧道无砟轨道路基上拱变形的成因及规律,对现场取得的泥质灰岩试样进行三轴蠕变试验。试验结果表明:试样的变形由瞬时弹性变形和蠕变变形两部分组成;... 高铁无砟轨道路基竖向上拱变形是影响高速铁路安全运行的重要因素。为研究西南某高铁隧道无砟轨道路基上拱变形的成因及规律,对现场取得的泥质灰岩试样进行三轴蠕变试验。试验结果表明:试样的变形由瞬时弹性变形和蠕变变形两部分组成;试样的瞬时弹性应变与应力卸载量Δσ呈正相关关系;蠕变应变量的最大值出现在第5级试验,达到了1.40×10^(-4) mm;使用广义Kelvin模型对试验数据进行拟合,取得了较好的效果,说明广义Kelvin模型能够有效体现泥质灰岩的蠕变特性;根据广义Kelvin模型和拟合参数,计算由蠕变应变引起的路基上拱量达11.58 mm,证明路基岩石的蠕变是引起高速铁路路基上拱的重要因素。研究结果可为揭示高铁路基上拱变形机理提供依据。 展开更多

关键词 路基上拱变形 无砟轨道 泥质灰岩 三轴蠕变试验 广义Kelvin模型

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不同围压和振幅下岩石循环荷载动力特征分析 被引量：1

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作者 李苏申 蔡国军 +3 位作者 张敏 周扬 陈世豪 汤明高 《人民珠江》 2019年第4期116-121,共6页

循环荷载试验是为了得到中风化砂岩试样在循环荷载下的动力学特征,对周期荷载下工程稳定性评估方面有着参考和指导作用。通过MTS(力学测试系统)岩石试验机进行频率为1 Hz的不同应力幅值和围压的循环加、卸荷载试验的方法,研究了中等风... 循环荷载试验是为了得到中风化砂岩试样在循环荷载下的动力学特征,对周期荷载下工程稳定性评估方面有着参考和指导作用。通过MTS(力学测试系统)岩石试验机进行频率为1 Hz的不同应力幅值和围压的循环加、卸荷载试验的方法,研究了中等风化砂岩在不同围压下的滞回环形态、动弹性模量、轴向应变和阻尼比的变化规律。结果表明:在循环荷载的过程中,随着应力幅值的不断增大,其滞回环的面积不断增加,消耗能量和损伤加大;围压增加,阻尼比降低,滞回环形态发生改变,试样的轴向应变减弱,表明围压抑制试样的变形破坏发展;随着应力幅值增加,试样循环加卸载次数～应变曲线呈初始、稳定和加速3个阶段,加速阶段的曲线的明显陡升表明试样内部损伤加剧;其动弹性模量先减少后增加并趋于稳定,总体呈阶梯状下降,且随着围压的增加而增加,表明循环荷载在一定程度上使试样强度增加,此现象与阻尼比趋势一致。 展开更多

关键词 砂岩 循环荷载 阻尼比 动弹性模量

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某核电厂软岩地基动态力学参数特征试验研究 被引量：2

13

作者 张敏 蔡国军 郑文棠 《南方能源建设》 2019年第2期99-105,共7页

[目的]循环荷载会影响岩石的强度和力学性质,目前核电工程中等风化砂岩的动态参数研究相对较少。[方法]以某核电厂软岩地基中等风化砂岩相关物理参数统计得出物理参数与深度的规律,随后利用MTS三轴试验机进行频率为1Hz的不同应力幅值循... [目的]循环荷载会影响岩石的强度和力学性质,目前核电工程中等风化砂岩的动态参数研究相对较少。[方法]以某核电厂软岩地基中等风化砂岩相关物理参数统计得出物理参数与深度的规律,随后利用MTS三轴试验机进行频率为1Hz的不同应力幅值循环加、卸荷载试验,得出中等风化砂岩的动力学参数的规律。[结果]研究表明:90个中等风化砂岩的取样深度与波速呈幂函数关系,随着深度的增加,砂岩的波速也随之增加,砂岩的密度基本在2.50g/cm^3左右。不同应力幅值循环加、卸荷载试验给出了中等风化砂岩试样在单轴下的滞回环形态、轴应变、阻尼比及动弹模的变化规律:增加循环次数,试样轴应变增加,塑性变形不断增大,滞回环的面积逐渐增加,内部裂隙不断扩展发育,循环所消耗的能量逐渐增大。滞回环的形态皆为尖叶状,在应力减少或者增加的转折点处滞回曲线呈尖状而非圆状,说明试样对应力的变化反应迅速,在应力转折时试样的塑性应变较小。随着动应变增加,试样动弹性模量逐渐减少,阻尼比逐渐增加。动弹性模量、阻尼比与动应变呈线性关系。拟合曲线相关系数R在0.92以上,具有良好相关性。[结论]试验研究成果对核电厂软岩地基的动态参数测定和评价具有很好的工程参考意义。 展开更多

关键词 中等风化砂岩 循环荷载 阻尼比 动弹性模量

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浸泡时间和温度对砾岩力学特性的影响研究 被引量：1

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作者 陈海清 孟陆波 《路基工程》 2019年第2期11-14,共4页

针对成都地铁18号线火车南站车站基坑开挖过程中出现不均匀沉降问题,开展了砾岩试件浸泡不同时间(无浸泡、浸泡7天、浸泡14天)后、不同温度(20℃,35℃,50℃)作用下的常规三轴压缩试验。试验结果表明:水浸泡会弱化砾岩试件力学性质,升温... 针对成都地铁18号线火车南站车站基坑开挖过程中出现不均匀沉降问题,开展了砾岩试件浸泡不同时间(无浸泡、浸泡7天、浸泡14天)后、不同温度(20℃,35℃,50℃)作用下的常规三轴压缩试验。试验结果表明:水浸泡会弱化砾岩试件力学性质,升温可以强化砾岩试件力学性质,并且浸泡对弹性模量影响更大,对峰值强度影响较小,而温度对砾岩试件的峰值强度影响更大,对弹性模量影响较小。 展开更多

关键词 砾岩 浸泡 温度 三轴压缩 力学性质

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