高徑比對(duì)板巖單軸抗壓強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)試驗(yàn)研究(文件)
【正文】 比的影響，而且是在有限的試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上擬合而成，其可靠度還有待于通過(guò)更多的對(duì)比試驗(yàn)和更多的數(shù)據(jù)積累，尺寸效應(yīng)系數(shù)計(jì)算公式還有待進(jìn)一步完善。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)的擬合，分別給出了微風(fēng)化、中風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化板巖強(qiáng)度尺寸效應(yīng)系數(shù)關(guān)于高徑比的自然對(duì)數(shù)函數(shù)經(jīng)驗(yàn)式。3 結(jié)論 針對(duì)岳陽(yáng)地區(qū)三種不同風(fēng)化程度板巖進(jìn)行大量的飽和單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，研究試件高徑比對(duì)強(qiáng)度的影響規(guī)律，并給出了尺寸效應(yīng)系數(shù)的定義及經(jīng)驗(yàn)公式，具體結(jié)論如下：（1）保持圓柱體試件直徑不變情況下，同一風(fēng)化程度板巖強(qiáng)度隨高徑比的增大而非線性遞減，并給出了二者的關(guān)系曲線，經(jīng)擬合發(fā)現(xiàn)二者間呈冪函數(shù)遞減。（2）同一高徑比下，當(dāng)h/，隨巖石風(fēng)化程度的增強(qiáng)（強(qiáng)度的減?。┒龃螅划?dāng)h/， 隨巖石風(fēng)化程度的增強(qiáng)（強(qiáng)度的減小）而減小。按（4）式計(jì)算出表3中三種不同風(fēng)化程度板巖各高徑比對(duì)應(yīng)的值，詳見(jiàn)下表4表4 不同風(fēng)化程度不同高徑比板巖單軸抗壓強(qiáng)度尺寸效應(yīng)系數(shù)試驗(yàn)序號(hào)高徑比h/d尺寸效應(yīng)系數(shù)試驗(yàn)序號(hào)高徑比h/d尺寸效應(yīng)系數(shù)試驗(yàn)序號(hào)高徑比h/d尺寸效應(yīng)系數(shù)A1B1C1A2B2C2A3B3C3A4B4C4A5B5C5A6B6C6A7B7C7A8B8C8A9B9C9由表4可知，同一風(fēng)化程度的板巖試件，尺寸效應(yīng)系數(shù)隨試件高徑比的增大而增大；同一高徑比不同風(fēng)化程度板巖試件，尺寸效應(yīng)系隨風(fēng)化程度的增強(qiáng)而減小，即巖石強(qiáng)度越大，尺寸效應(yīng)越顯著。為了便于非標(biāo)準(zhǔn)試件強(qiáng)度值的修正，課題組提出了強(qiáng)度尺寸效應(yīng)系數(shù)的概念，并把強(qiáng)度尺寸效應(yīng)系數(shù)定義為標(biāo)準(zhǔn)試件的單軸抗壓強(qiáng)度與非標(biāo)準(zhǔn)試件單軸抗壓強(qiáng)度之比，如（4）式所示。微風(fēng)化板巖： , （1） 中風(fēng)化板巖： , （2） 強(qiáng)風(fēng)化板巖： , （3）上述試驗(yàn)成果表明，板巖強(qiáng)度隨高徑比的增大而減小，即巖石強(qiáng)度具有尺寸效應(yīng)。（2）板巖強(qiáng)度隨h/d的增大而減小的梯度與h/d的大小有關(guān)，強(qiáng)度隨高徑比的增大而明顯減小，這種減小梯度有所減緩；，遞減速率逐漸趨于平緩。圖2 板巖單軸抗壓強(qiáng)度隨高徑比的變化曲線由圖2可知：（1）3類(lèi)不同風(fēng)化程度板巖強(qiáng)度均隨高徑比的增大而非線性減小，但不同風(fēng)化程度下各自的遞減速率明顯不同。表3 不同風(fēng)化程度不同高徑比板巖單軸抗壓強(qiáng)度平均值試驗(yàn)序號(hào)高徑比h/d平均強(qiáng)度/ Mpa試驗(yàn)序號(hào)高徑比h/d平均強(qiáng)度/ Mpa試驗(yàn)序號(hào)高徑比h/d平均強(qiáng)度/ MpaA1B1C1A2B2C2A3B3C3A4B4C4A5B5C5A6B6C6A7B7C7A8B8C8A9B9C9由表3可知，A、B、C三組試驗(yàn)均有強(qiáng)度隨高徑比h/d增大而逐漸減小的均勢(shì)，但風(fēng)化程度不同的三組板巖強(qiáng)度隨高徑比減小的程度并不相同。運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后，按方案要求進(jìn)行了試件的制備與飽和，典型試件詳見(jiàn)下圖1。試件幾何形狀為直徑相同高度不同的圓柱體，每一組試件設(shè)計(jì)9個(gè)不同的高度，同一高度制作3個(gè)平行試件，每一組試驗(yàn)至少應(yīng)制作有效試件27個(gè)，3組試驗(yàn)共計(jì)81個(gè)有效試件。筆者長(zhǎng)期在岳陽(yáng)當(dāng)?shù)貜氖聨r土試驗(yàn)及檢測(cè)工作，在制作板巖單軸抗壓強(qiáng)度試件時(shí)，常因所取巖塊厚度不夠大或巖芯過(guò)短、取樣量少或軟弱、完整性差等因素，使制作的試件不能滿足標(biāo)準(zhǔn)試件高徑比的要求。梁昌玉等[9]對(duì)花崗巖單軸壓縮特性的尺寸效應(yīng)進(jìn)行了試驗(yàn)研究，分析了應(yīng)變速率對(duì)尺寸效應(yīng)的影響規(guī)律。
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