单轴压缩试验

摘要： 为提升带压起下钻过程中旋转控制头胶芯密封性能,基于虚功原理得到动态密封过程的有限元控制方程,并进行橡胶单轴压缩试验确立胶芯变形过程中的Yeoh本构模型;运用ABAQUS试验平台建立胶芯三维有限元模型,通过模拟起下钻过程中胶芯动态密封过程,得出密封面上受力分布规律;研究胶芯内锥角、外锥角、内径等结构参数对密封性能的影响。结果表明:胶芯主密封面的接触压力大于其他部位,其中主密封面与内锥面拐点处接触压力最大;内锥角增大时内锥面接触压力变大,外锥角增大时密封面接触压力波动,内径增大时主密封面接触压力降低。通过正交试验对结构参数进行优化,得到的最优结构参数组合为内锥角24°、外锥角64°、胶芯内径79 mm,优化方案的接触压力峰值降低了0.51 MPa,Mises应力幅值降低了57.5%。现场应用结果表明,优化方案在满足胶芯密封要求前提下,疲劳寿命显著增长,验证有限元仿真分析的准确性。

摘要： 为研究花岗岩在中高应变率下的动态力学特性,文章以细粒花岗岩为试验对象,利用分离式霍普金森压杆系统分别开展了单轴压缩和围压为0 MPa、5 MPa、10 MPa和15 MPa的三轴压缩动力试验,获得了不同初始围压和不同应变率下花岗岩的动态应力-应变曲线,并验证了超声波波速测量试样损伤的有效性。试验结果表明:在围压15 MPa以下,花岗岩速率效应比围压效应更显著;单轴SHPB试验可获取更高应变率,最大值为132s-1;花岗岩冲击损伤变量随峰值应力的增大而增加。

摘要： 岩爆是高地应力环境条件下一种常见的地质灾害,对施工人员安全存在着极大的威胁。为对某超深竖井围岩岩爆倾向性做出预测,以单轴压缩试验得到的力学参数为前提,引入基于损伤的岩爆应力解析解,从应力、岩性、能量储放条件三方面对岩爆倾向性做出分析,并通过损伤力学理论解释岩爆倾向性。结果表明,该竖井围岩无岩爆倾向性,结合实验所得到的应力-应变曲线以及损伤演化方程,岩石的破坏属于稳定破坏,岩体储能能力极差,不满足岩爆发生的条件。

摘要： 通过4种不同配合比下的塑性混凝土单轴压缩试验,研究了不同强度等级的塑性混凝土破坏形态、单轴压缩强度、弹性模量及材料本构关系,发现塑性混凝土的物理力学特性与普通混凝土有所不同;其中,最为明显的是塑性混凝土的本构曲线在超过峰值强度后,随着应变增加强度下降得较普通混凝土缓,说明塑性混凝土柔韧性较普通混凝土较好,不属于脆性破坏。这说明塑性混凝土的韧性较大,更适用于水利工程中的韧度较大结构之中。

摘要： 利用MTS 815试验系统对岷江尖子山航电枢纽工程右岸船闸地基挤压破碎带粉砂质泥岩进行了系统的单轴压缩和常规三轴压缩试验,得到了其基本力学性质和破坏形态。研究结果表明:天然含水量和溶蚀作用对砂质泥岩的单轴抗压强度影响显著,岩样含水量越大,其软岩特征越明显;在天然含水率ω为7.3%~22.1%范围内,单轴抗压强度的最大值为最小值的10.3倍,非溶蚀岩样的单轴抗压强度与含水量呈良好的幂指数关系。在围压的侧限作用下,天然含水量对粉砂质泥岩的三轴抗压峰值(剪断)强度的影响更加明显,在天然含水量ω=15.2%~19.9%范围内,其上、下限强度包络线可用Coulomb准则进行表达。在天然含水量较低或围压较低时,非溶蚀岩样易发生剪切破坏;随着天然含水率的增加和围压的增大(ω≥17.3%或σ_(3)≥4 MPa),非溶蚀岩样易发生鼓胀破坏;在单轴压缩条件下,溶蚀岩样的破坏形态与试样中溶蚀的空间分布关系等紧密相关。

摘要： 为深入分析非线性接触面下接触角对充填体—围岩组合体力学特性及破坏演化特征的影响,借助RFPA^(3D)真实破裂过程分析软件,开展了7个角度(0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°),2种灰砂比(1∶4、1∶8)的单轴压缩组合体数值试验。结果表明:(1)随着接触角增大,组合体模型的峰值应力、峰值应变、弹性模量先减小后增大;随灰砂比增大,各参数均增大;接触角60°时,组合体峰值应力和峰值应变最小;接触角15°时,弹性模量最小;接触角90°时,各参数均最大。(2)张拉应力是造成充填体内部横向裂纹和破碎区的主要原因,剪切应力是造成充填体二次开裂、接触面滑移和围岩破坏的主要原因,组合体破坏为宏观剪切—张拉混合裂纹。(3)接触角0°~30°组合体破坏为张拉破坏,发生在充填体区域;接触角45°~60°组合体破坏为剪切破坏,发生在充填体和接触面区域;接触角75°~90°组合体破坏为剪切—张拉组合破坏,发生在充填体、接触面和围岩区域。

摘要： 混凝土的粗骨料与砂浆之间存在界面过渡区(ITZ),过渡区的力学性质受骨料的形状、大小、含量、空间分布及初始裂隙等条件影响。为研究过渡区强度对混凝土材料性能的影响,采用离散元软件PFC2D建立了随机骨料分布的混凝土模型,并对其进行了单轴压缩试验。试验发现:当过渡区强度增大时,混凝土的峰值应力和初始裂隙产生时的应变逐渐增大,总裂隙数减少,破坏类型由受剪破坏转变为受拉破坏,并且过渡区强度增强会使混凝土的起裂区域由过渡区转移至砂浆聚集区。模拟结果可为混凝土界面过渡区的理论研究提供一定参考。

摘要： 为了探究不同目标温度对聚丙烯纤维混凝土抗压强度的影响,文章通过对21块相同聚丙烯纤维掺量的混凝土立方体试块进行不同目标温度加热,并采用万能试验机对其施加荷载试验,研究了不同目标温度下聚丙烯纤维增强机理和高温后聚丙烯纤维混凝土的表观和结构破坏形态,并对试验结果进行了分析。

摘要： 为了分析纳米材料对水泥基浆液结石体力学特性的影响,利用电液伺服岩石真三轴试验机开展了含纳米材料的水泥基浆液结石体单轴压缩试验,试验结果表明:与nano-CaCO_(3)相比,nano-SiO_(2)对浆液结石体力学特性改善效果更加明显,但是随着纳米添加剂含量增加,浆液结石体力学特性呈现先增加后降低的特点;通过超景深显微镜观测发现,浆液结石体表面及内部存在气泡,且随着纳米添加剂含量的增加而增加,这也是导致结石体力学特性降低的主要原因。

摘要： 为研究岩石各变形阶段裂纹扩展形式,利用声发射特征参数分布规律判别单轴压缩试验条件下3类岩石整体及4个变形阶段破坏裂纹模式。结果显示,黄砂岩和细粒大理岩呈现出低AF、高RA值分布特点和峰值频率主要集中分布在0~100 kHz的规律,整体以剪切型裂纹破坏为主,且各阶段都以剪切型破坏为主要裂纹扩张形式;细粒花岗岩则随着应力的增大,裂纹扩张形式从拉伸型转向拉-剪复合型裂纹,最终以拉伸裂纹破坏为主。此外,岩石裂纹非稳定发展阶段声发射信号特征对岩石整体声发射信号特征起决定性作用。

摘要： 为了研究真实压力水对灰岩压缩变形特征的影响,采用微机控制多通道轴压水压联合作用岩石流变试验系统,设置水压力分别为0MPa、2MPa、4MPa、6MPa、8MPa,对灰岩进行水压环境下的单轴压缩试验.结果表明:水压力对灰岩加载初期应力应变曲线的直线上升段形状没有明显影响,而随着水压力的增加,灰岩弹性模量显著降低.与传统单轴与三轴试验相比,此种试验设备与方法将试样置于真实压力水环境中,更加符合工程实际.

摘要： 岩石具有的线弹性特性在受压缩初始阶段时,应力应变曲线表现得较为复杂.本文从岩石单轴压缩条件下的应力应变曲线的线弹性特性入手,选取淮北朱仙庄矿8＃煤,通过试验,以应力应变曲线及其斜率为研究对象,对煤岩的弹塑性性质及损伤演化方程进行了进一步分析,重点分析了弹性模型、塑性应变与损伤之间的关系,明确了弹性模量与损伤耗能之间的相关关系以及塑性应变与损伤存在幂函数关系,最后建立损伤演化方程,对在单轴压缩下的煤岩损伤演化有了一个较为明确的阐述.

摘要： 利用RMT-150C电液伺服机对含不同预制裂隙形式(单、双、T形交叉及X形交叉裂隙)的类岩石试样进行了单轴压缩试验,系统地研究了裂隙形式对试样强度特征及失稳模式的影响.试验发现,(1)不同裂隙形式下裂隙的起裂破坏模式主要表现为初始裂隙起裂破坏,裂隙形式与破坏模式关系不突出;(2)单轴抗压强度受裂隙形式影响明显,随着裂隙形式由单裂隙到X形交叉裂隙变化,裂隙试样抗压强度呈现增高趋势,同时试样起裂和失稳时的声发射总能量也逐渐增大.进一步对裂隙形式影响强度特征的机制进行了初步分析,研究成果可以反映不同裂隙形式组合对工程岩体稳定性的影响规律.

摘要： SFRC的抗侵彻性能目前研究较少,尚无侵彻深度计算的有效公式.本文开展了SFRC试件的准静态和动态单轴压缩试验,分析了钢纤维的增韧效应,指出韧度是影响SFRC侵彻深度的主要因素.以钢纤维的掺入量ρf及其长径比lf/df之积表征韧度,通过量纲分析给出了计入韧度影响的SFRC侵彻公式,并进行SFRC靶标实弹试验标定了公式的系数,得到SFRC侵彻深度计算的实用工程算法.

摘要： 针对岩爆试验及监测研究的不足,开展了直墙半圆拱形巷(隧)道岩爆单轴压缩试验、声波监测及岩爆破裂的劈裂与剪切分析.结果表明,巷(隧)道围岩呈现起伏粗糙破裂面和劈裂后的薄块体,试样整体也呈现出明显的劈裂岩爆现象;波速可以很好地反映围岩内部损伤演化进程,将围岩波速由持续不变到开始变小点作为临界损伤点,可以通过监测波速变化进行围岩岩爆的预测预报;通过监测声波波形尤其是对波形稀疏、周期变长的监测,可以很好地掌握围岩内部的全程发展变化情况;通过综合监测声波的波速、波形稀疏、周期变长,达到定性、定量相结合,及时、准确地预测、预报岩爆,以保障人员、设备安全;得出了由应力强度比和压拉比来判定劈裂岩爆发生的综合表达式以及与应力强度比岩爆烈度分级标准相对应的压拉比数值;劈裂岩爆发生的应力强度比即应力判据在0.27～0.80之间(R为10～30时);随着满足劈裂岩爆发生的应力强度比的增大,其越接近满足剪切破坏条件,破坏主要形式将向剪切破坏方向发展.

摘要： 本文利用岩石力学伺服试验机与岩石声发射仪，对含孔洞裂隙砂岩的力学特性进行了单轴压缩试验。基于试验结果，首先分析了含孔洞裂隙砂岩试样的强度和变形特性，然后基于含孔洞裂隙砂岩加载过程中的声发射特征，揭示了声发射分布显著受孔洞裂隙等缺陷分布的影响，这主要是由于含不同孔洞裂隙砂岩中裂纹扩展过程存在着显著差异;最后通过照相量测技术，探讨了含不同孔洞裂隙砂岩的裂纹扩展特征，分析了含缺陷砂岩裂纹扩展过程及其对宏观应力-应变曲线的影响规律。

摘要： 为了探求岩石受载过程中波速变化规律与其冲击倾向的关系，建立了单轴压缩下不同冲击倾向岩石波速随变形的变化关系式，并通过实验室试验对其进行了初步验证。研究结果表明:1)当岩石冲击倾向性较强时，随着应变量的增加，波速开始基本没有变化，当所加荷载达到约90%峰值应力后，波速发生急剧下降;当冲击倾向性较弱时，波速基木呈线性降低。2)基于所建关系式，定义了波速衰减因子的概念，用来表征岩石冲击倾向性的强弱，并初步确定了其判别准则对三种不同岩石进行了单轴压缩及波速测试试验，试验结果较好地吻合前述的理论推导。此规律为岩石工程冲击危险性的预测与评价提供了一种新思路。

摘要： 为了探求岩石受载过程中波速变化规律与其冲击倾向的关系，建立了单轴压缩下不同冲击倾向岩石波速随变形的变化关系式，并通过实验室试验对其进行了初步验证。研究结果表明:1)当岩石冲击倾向性较强时，随着应变量的增加，波速开始基本没有变化，当所加荷载达到约90%峰值应力后，波速发生急剧下降;当冲击倾向性较弱时，波速基木呈线性降低。2)基于所建关系式，定义了波速衰减因子的概念，用来表征岩石冲击倾向性的强弱，并初步确定了其判别准则对三种不同岩石进行了单轴压缩及波速测试试验，试验结果较好地吻合前述的理论推导。此规律为岩石工程冲击危险性的预测与评价提供了一种新思路。

摘要： 为了探求岩石受载过程中波速变化规律与其冲击倾向的关系，建立了单轴压缩下不同冲击倾向岩石波速随变形的变化关系式，并通过实验室试验对其进行了初步验证。研究结果表明:1)当岩石冲击倾向性较强时，随着应变量的增加，波速开始基本没有变化，当所加荷载达到约90%峰值应力后，波速发生急剧下降;当冲击倾向性较弱时，波速基木呈线性降低。2)基于所建关系式，定义了波速衰减因子的概念，用来表征岩石冲击倾向性的强弱，并初步确定了其判别准则对三种不同岩石进行了单轴压缩及波速测试试验，试验结果较好地吻合前述的理论推导。此规律为岩石工程冲击危险性的预测与评价提供了一种新思路。

摘要： 为了探求岩石受载过程中波速变化规律与其冲击倾向的关系，建立了单轴压缩下不同冲击倾向岩石波速随变形的变化关系式，并通过实验室试验对其进行了初步验证。研究结果表明:1)当岩石冲击倾向性较强时，随着应变量的增加，波速开始基本没有变化，当所加荷载达到约90%峰值应力后，波速发生急剧下降;当冲击倾向性较弱时，波速基木呈线性降低。2)基于所建关系式，定义了波速衰减因子的概念，用来表征岩石冲击倾向性的强弱，并初步确定了其判别准则对三种不同岩石进行了单轴压缩及波速测试试验，试验结果较好地吻合前述的理论推导。此规律为岩石工程冲击危险性的预测与评价提供了一种新思路。

摘要： 本发明涉及一种用于在单轴或三轴压缩试验时测量试样横向变形的卡圈(1)。根据本发明，所述卡圈由金属环(2)或由复合材料制成的环形成，它能夹住所述试样，它是打开的，并且它的自由端以距离Δ被隔开，所述卡圈还提供用于直接或间接测量所述环(2)的自由端(3)的间距Δ的装置(5)，它由线性变化差动变压器类型的传感器(6)构成。本发明也涉及一种用于能与所述卡圈配合操作的试样的保护套。

摘要： 本发明公开了一种压缩式混凝土单轴拉伸试验夹具及试验方法，包括下压件及上顶件；下压件的上端与液压机的上压板固定连接，下压件的下端滑动穿插在上顶件中，上顶件设置在液压机工作台上；混凝土试件设置在下压件及上顶件之间，混凝土试件的上端与上顶件的上端面接触紧密连接，混凝土试件的下端与下压件的下端面接触紧密连接；本发明通过将混凝土试件的上夹持端与上顶件的上端面接触紧密设置，将混凝土试件的下夹持端与下压件的下端面接触设置，有效消除了夹具与混凝土试件之间的应力集中，避免了混凝土试件在试验前期内部产生损伤而导致混凝土试件根部断裂，确保了混凝土试件的拉伸断裂面发生在混凝土试件中部，有效提高了试验结果的准确性。

摘要： 本发明公开了一种温度可控的岩石单轴压缩声发射试验装置及试验方法，试验装置包括加载系统、加热系统、温控系统、应变系统、声发射系统，所述加热系统、温控系统、应变系统、声发射系统均设置于所述加载系统上。所述试验方法通过将岩样放置于软体外壳内部，壳体外部环布热电阻丝，安装好温度传感器、径向和轴向应变计、声发射传感器，进行单轴压缩多通道声发射检测试验。本发明实现了模拟对不同温度环境影响下的岩石试样进行声发射测量。本试验装置结构简单、操作方便，可用于实验室内模拟不同温度环境下的岩石类材料声发射检测的需要。

摘要： 本发明涉及一种用于在单轴或三轴压缩试验时测量试样横向变形的卡圈(1)。根据本发明，所述卡圈(1)由金属环(2)或由复合材料制成的环形成，它能围住所述试样，它是打开的，并且它的自由端(3)以距离Δ被隔开，所述卡圈还提供用于直接或间接测量所述环(2)的自由端(3)的间距Δ的装置(5)，它由至少一个应力计(6)形成。

摘要： 本发明涉及一种用于在单轴或三轴压缩试验时测量试样横向变形的卡圈(1)。根据本发明，所述卡圈由金属环(2)或由复合材料制成的环形成，它能夹住所述试样，它是打开的，并且它的自由端以距离Δ被隔开，所述卡圈还提供用于直接或间接测量所述环(2)的自由端(3)的间距Δ的装置(5)，它由线性变化差动变压器类型的传感器(6)构成。本发明也涉及一种用于能与所述卡圈配合操作的试样的保护套。

摘要： 本发明涉及用于单轴压缩测量含瓦斯煤冲击倾向性指标及声学特征的试验装置、试验系统和试验方法，所述试验装置包括底座、密封筒、密封顶盖和上压头，密封筒分别与底座和密封顶盖可拆卸连接，上压头与密封顶盖中心处的缺口通道间隙配合；底座中心处与上压头同轴设有下压头，上、下压头对应处分别设有用于容纳超声探头的槽体；上压头与底座上分别设有进气通道和排气通道以及超声探头的导线通道；底座两侧还设有分别用于与声发射传感器和应力计连接的BNC接口及单线接口。本发明可以保证煤样在一定瓦斯压力下进行单轴压缩实验，并取得精准的相应参数数据。

摘要： 本发明公开了一种压缩式混凝土单轴拉伸试验夹具及试验方法，包括下压件及上顶件；下压件的上端与液压机的上压板固定连接，下压件的下端滑动穿插在上顶件中，上顶件设置在液压机工作台上；混凝土试件设置在下压件及上顶件之间，混凝土试件的上端与上顶件的上端面接触紧密连接，混凝土试件的下端与下压件的下端面接触紧密连接；本发明通过将混凝土试件的上夹持端与上顶件的上端面接触紧密设置，将混凝土试件的下夹持端与下压件的下端面接触设置，有效消除了夹具与混凝土试件之间的应力集中，避免了混凝土试件在试验前期内部产生损伤而导致混凝土试件根部断裂，确保了混凝土试件的拉伸断裂面发生在混凝土试件中部，有效提高了试验结果的准确性。

摘要： 本发明提供了一种单轴压缩状态下材料保温隔冷性能试验装置，包括承重垫块、承重钢板、上端橡胶板、测温钢板、保温材料、下端橡胶板。其中，承重垫块放置在承重钢板顶面，承重钢板底面放置在上端橡胶板顶面，上端橡胶板底面放置在测温钢板顶面，测温钢板底面采用保温材料进行保温隔冷处理，保温材料顶面与测温钢板底面直接接触，保温材料底面与下端橡胶板顶面直接接触，下端橡胶板放置在最下端。本发明试验装置放置在单轴压力机上，采用伺服控制系统施加竖向荷载，可以实现单轴压缩状态下材料保温隔冷性能试验测试，获得材料在单轴压缩状态下的保温隔冷效果评价指标，为煤矿井筒冻结法施工时初始表土段局部保温隔冷材料的选择提供重要依据。

摘要： 本实用新型涉及一种用于单轴压缩测量含瓦斯煤冲击倾向性指标及声学特征的试验装置及试验系统，所述试验装置包括底座、密封筒、密封顶盖和上压头，密封筒分别与底座和密封顶盖可拆卸连接，上压头与密封顶盖中心处的缺口通道间隙配合；底座中心处与上压头同轴设有下压头，上、下压头对应处分别设有用于容纳超声探头的槽体；上压头与底座上分别设有进气通道和排气通道以及超声探头的导线通道；底座两侧还设有分别用于与声发射传感器和应力计连接的BNC接口及单线接口，BNC接口和单线接口的相应导线从底座穿出。本实用新型可以保证煤样在一定瓦斯压力下进行单轴压缩实验，并取得精准的相应参数数据。

摘要： 本发明涉及一种加筋碎石桩冻融循环单轴压缩试验装置及试验方法，该试验装置包括箱体、放置在箱体内且侧部由透水的土工合成材料包裹的加筋碎石桩、注入所述箱体内的水、安装在所述箱体上方且活动端抵住所述加筋碎石桩顶端的加压机构，以及伸入箱体内的水的液位下方的冷冻循环机构。与现有技术相比，本发明能够模拟外界真实环境温度变化，可以快速实现加筋碎石桩的冻结过程，能根据试验要求来模拟加筋碎石桩在冻融循环条件下的单轴压缩，方便快捷，操作方法简单，实用性强，便于推广使用。