摘要：在煤系地层中,与完整坚硬岩石不同,煤体松软破碎、强度低。受地应力和开采扰动的影响,松软破碎煤体内部裂隙进一步发育,强度进一步弱化,很难获得标准的完整煤样进行常规的拉压剪力学测试。煤体力学参数的缺失增加了采煤、掘进、支护和瓦斯抽采等采矿活动的风险。因此,探究新的力学实验方法对于煤矿生产活动非常有必要。文章采用纳米压痕技术测试破碎煤体的硬度、弹性模量和断裂韧度,分析了不同力学参数之间的联系。纳米压痕实验设计4个峰值荷载,每个峰值荷载进行12次实验,阐述了煤的力学特性与峰值荷载之间的关系。结合X射线衍射和扫描电镜实验,讨论了煤样矿物组分对其力学性质的影响规律。实验结果表明,峰值荷载在1~30 mN,煤的硬度和弹性模量不随峰值荷载的增加而明显变化;然而,煤的断裂韧度随峰值荷载的增加有增大的趋势。峰值荷载为1,5,10和30 mN时,煤的平均断裂韧度为0.40,0.36,0.61和0.77 MPa·m0.5。煤的纳米压痕硬度、弹性模量和断裂韧度具有明显的线性关系。硬度和弹性模量之间的线性关系与峰值荷载无关;断裂韧度与弹性模量之间的线性关系受峰值荷载的影响。煤是以有机质为基体的非均质岩土材料,其力学性质和矿物组分密切相关。石英强度高,能够强化煤基质的力学特性;高岭石松软,使煤具有软弱大变形特性。采用纳米压痕技术研究破碎煤体力学特性,具有操作方便,数据可靠和测试精确的优点。

摘要：采用纳米压痕试验研究双江口地下厂房花岗岩主要矿物石英、钾长石、斜长石以及云母的细观力学特性。为研究纳米压头压入峰值荷载与力学参数之间的关系,石英、钾长石和斜长石纳米压痕试验的峰值荷载取2×10^(-3),3×10^(-3),4×10^(-3),5×10^(-3),6×10^(-3),7×10^(-3)和8×10^(-3) N,云母的纳米压痕试验的峰值荷载取1×10^(-3),2×10^(-3),3×10^(-3),4×10^(-3)和5×10^(-3)N。基于细观力学参数结果,采用稀疏(Dilute)法、Mori-Tanaka法和自洽(Self-consistent)法3种均质化方法求解花岗岩的等效弹性模量和泊松比,并与三轴压缩试验测定的宏观弹性模量和泊松比进行对比。研究结果表明:石英力学性质良好,钾长石次之,斜长石较差,云母最差且其测试参数最为离散;石英、钾长石和斜长石的弹性模量和硬度随峰值荷载的增大呈减小趋势,当峰值荷载达到5×10^(-3) N时,弹性模量和硬度测试结果趋于稳定,其弹性模量均值分别为105.5,100.8和68.1 GPa,硬度均值分别为14.8,11.7和3.1 GPa;云母受其片状层理结构和内部孔洞的影响,弹性模量和硬度随峰值荷载的变化趋势不明显,其弹性模量和硬度分别为44.2~47.8 GPa和1.57~2.01 GPa。均质化方法获得的等效泊松比与三轴压缩试验测得的宏观泊松比基本相同;均质化方法获得的等效弹性模量均大于三轴压缩试验测得的结果,其中Self-consistent法所得等效弹性模量偏差最大,Mori-Tanaka法次之,Dilute法最小;均质化方法获得的等效弹性模量更接近于高围压下的宏观弹性模量。

摘要：为了研究钢管赤泥混凝土粘结滑移性能,考虑了截面形式等5个变化参数,制作了短柱试件进行推出试验,获得了钢管赤泥混凝土的荷载滑移曲线,并对变化参数的影响进行了分析.结果表明:粘结峰值荷载随赤泥替代率的提高先增加后降低,赤泥替代率为5%时,粘结峰值荷载达到最大;赤泥替代率为20%时,粘结峰值荷载与标准钢管混凝土相当;粘结峰值荷载随混凝土强度及长径比的增加而增加,随宽(径)厚比的增加而减小;圆截面试件的粘结滑移性能优于方形截面试件.

摘要：为减小钢筋混凝土柱的截面尺寸并改善其延性,试验设计9根双层箍筋约束混凝土柱和3根单层箍筋柱。以箍筋约束混凝土柱为研究对象进行轴向加载试验,根据试验结果提出双层箍筋约束混凝土柱峰值荷载的理论计算公式;试验通过对比各组试件的荷载-应变曲线,定性地分析了配箍特征值对双层箍筋约束混凝土柱延性的影响,并得到构件的应变延性系数在1.24~2.70之间;通过分析横向变形系数与轴向应变的关系曲线,揭示了试件的破坏机理。

摘要：对预制装配混凝土剪力墙结构的承载性能、抗震性能进行了试验研究。根据预应力筋截面面积不同,预拉力值不同共设计制作了8个装配混凝土剪力墙试件以及1个现浇模型试件。在试验室条件下进行低周水平反复荷载试验,研究了试件承载力性能、预应力筋的应力变换以及试件耗能能力等,得出以下几点结论:预应力预制装配试件承载能力高于现浇试件,预应力筋截面增大一倍可使试件模型峰值荷载增大约19%,屈服荷载增大约10%;增大预应力筋截面面积或增大预应力筋预拉力导致结构耗能能力降低。

摘要：矿山开采过程中,锚杆布置对巷道顶板的支护至关重要。制作标准的岩石试件,使用变刚度煤岩动力试验破坏试验机对试件进行三点弯曲试验,对未加锚、加锚后顶板岩体的抗弯性能进行研究。试验结果表明:与未加锚试件相比,加锚后试样的峰值荷载显著增加,当锚杆间排距由20 mm×20 mm增加到40 mm×40 mm时,试样的峰值荷载先增加后减小,间排距为30 mm×30 mm时,试样取得最大值。试样弯曲破坏过程中上下表面分别产生压应变和拉应变,下表面的拉应变普遍大于上表面的压应变。无锚试样上下表面产生的应变值小于加锚试样,无锚试样在轴向荷载作用下更快发生脆性破坏。当锚杆间排距由20 mm×20 mm增加到30 mm×30 mm时,上下表面产生的应变量较接近,说明缩小锚杆间距一定程度上可以增加岩体的稳定性,但是当锚杆间距减小到一定数值时,对于试样整体稳定性的强化作用并不显著。