胶凝砂砾石材料力学性能试验研究

发布时间：2017-05-19 05:11

  本文关键词：胶凝砂砾石材料力学性能试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：胶凝砂砾石坝是近年来出现的一种结合了碾压混凝土坝和面板堆石坝技术优势的新坝型,它使用一种新的筑坝材料——胶凝砂砾石材料筑坝。胶凝砂砾石材料是将少量胶凝材料添加到河床砂砾石或开挖废弃料等容易在坝址附近获取的岩石基材中,然后采用简易设备和工艺进行拌合后得到的一种新型筑坝材料。胶凝砂砾石坝在优化结构布置、节约工程投资、实现快速施工、适应自然环境、保护生态等诸多方面具有显著优点。目前,国内对胶凝砂砾石材料的研究处于起步阶段,基础理论研究相对较少,试验方法不够完善,没有建立系统的力学指标体系,不利于胶凝砂砾石材料研究的进一步发展。本文在总结国内外大量试验资料的基础上,结合水利部公益性行业科研专项经费项目《胶凝砂砾石材料力学特性、耐久性及坝型研究》,针对影响胶凝砂砾石材料力学特性的主要因素,进行系统的试验与研究,旨在探寻胶凝砂砾石材料强度指标与各影响因素之间的变化规律,建立系统的胶凝砂砾石材料力学指标体系。主要研究内容如下:1、通过收集和整理前期国内外胶凝砂砾石材料研究相关资料,概要介绍胶凝砂砾石材料的国内外研究动向以及如今已经取得的研究成果,针对影响胶凝砂砾石材料强度的各因素,确定合理的试验配合比以及试验方法。2、通过大量常规试验,进一步研究和分析水泥用量、粉煤灰掺量、水胶比、砂率、骨料级配、龄期等因素对胶凝砂砾石材料抗压、抗拉强度指标的影响及其变化规律,同时通过试验研究轴心抗压强度、抗折强度的变化规律,并依据拉压强度,探求上述力学指标之间的内在变化规律。3、针对胶凝砂砾石材料抗剪强度研究,在不同配合比下进行大三轴剪切试验,得出相应的应力-应变关系曲线以及相应的抗剪强度指标。分析得出其应力-应变关系曲线可分为三个典型阶段:即线弹性阶段、非线性阶段和应变软化阶段。大体表现为在低应力水平下表现出线弹性性质,随应力增大逐步进入非线性阶段直至达到材料峰值强度;随后,应力随着应变的增长而降低,表现出明显的软化特征,最终趋近于材料的残余强度。4、研究胶凝砂砾石材料抗剪强度变化规律,确定不同组合与配比情况下胶凝砂砾石材料的峰值强度与围压、应变值与围压以及抗剪强度指标粘聚力与内摩擦角之间的内在关联,结合固结排水试验,详细研究材料轴向应变与体应变关系,为后期建立体积模量提供关键参数。
【关键词】：胶凝砂砾石 配合比 力学性能 影响因素
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV641;TV41
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究动向及进展11-13
• 1.2.1 胶凝砂砾石材料国外研究发展概况11-12
• 1.2.2 胶凝砂砾石材料抗压、劈拉试验研究现状12-13
• 1.3 胶凝砂砾石材料抗剪试验研究现状13-17
• 1.3.1 单轴压缩试验13-15
• 1.3.2 三轴试验15-17
• 1.4 本文主要研究内容17-18
• 2 胶凝砂砾石材料试验方法研究18-24
• 2.1 试验材料性能18-21
• 2.1.1 水泥18-19
• 2.1.2 粉煤灰19
• 2.1.3 砂砾料19-21
• 2.2 试验设计21-23
• 2.2.1 试验标准21
• 2.2.2 试验配合比21-22
• 2.2.3 试样制备22-23
• 本章小结23-24
• 3 胶凝砂砾石材料拉压试验研究24-58
• 3.1 胶凝砂砾石材料抗压强度试验24-27
• 3.1.1 试验规范24
• 3.1.2 试验步骤24-25
• 3.1.3 试验结果25-26
• 3.1.4 试件破坏形态26-27
• 3.2 胶凝砂砾石材料抗压强度影响因素分析27-38
• 3.2.1 砂率对材料抗压强度影响分析27-30
• 3.2.2 水泥对材料抗压强度影响分析30-32
• 3.2.3 粉煤灰掺量对材料抗压强度影响分析32-34
• 3.2.4 水胶比对材料抗压强度影响分析34-35
• 3.2.5 龄期对材料抗压强度影响分析35-36
• 3.2.6 骨料级配对材料抗压强度影响分析36-37
• 3.2.7 尺寸效应37-38
• 3.3 胶凝砂砾石材料劈裂抗拉强度试验38-41
• 3.3.1 试验规范38
• 3.3.2 试验仪器38-39
• 3.3.3 试验步骤39-40
• 3.3.4 试验数据处理40-41
• 3.3.5 试件破坏形态41
• 3.4 胶凝砂砾石材料劈裂抗拉强度影响因素分析41-48
• 3.4.1 砂率对材料劈拉强度的影响分析41-43
• 3.4.2 水泥用量对材料劈拉强度的影响分析43-44
• 3.4.3 粉煤灰掺量对材料劈拉强度的影响分析44-46
• 3.4.4 水胶比对材料劈拉强度的影响分析46-48
• 3.5 拉压比试验研究48-50
• 3.6 胶凝砂砾石材料轴心抗压强度试验研究50-53
• 3.6.1 试验规范50
• 3.6.2 试验步骤50-51
• 3.6.3 试验结果计算51-52
• 3.6.4 试验结果分析52-53
• 3.7 胶凝砂砾石弯曲试验53-57
• 3.7.1 试验规范53
• 3.7.2 试验仪器53-54
• 3.7.3 试验步骤54-55
• 3.7.4 试验数据处理55-57
• 本章小结57-58
• 4 胶凝砂砾石材料三轴抗剪试验研究58-73
• 4.1 三轴抗剪试验原理58-60
• 4.2 三轴抗剪试验仪器介绍60-61
• 4.2.1 试验装置60-61
• 4.3 胶凝砂砾石材料三轴试验61-63
• 4.3.1 试验方法61
• 4.3.2 试验步骤61-62
• 4.3.3 胶凝砂砾石三轴试验破坏形态分析62-63
• 4.4 胶凝砂砾石材料应力-应变关系特性分析63-64
• 4.5 三轴试验结果与分析64-71
• 4.5.1 试验数据处理64
• 4.5.2 围压与峰值的关系64-67
• 4.5.3 应变与围压的关系67-68
• 4.5.4 胶凝砂砾石材料粘聚力与内摩擦角68-69
• 4.5.5 固结排水试验步骤69-70
• 4.5.6 固结排水试验结果分析70-71
• 本章小结71-73
• 5 结论与展望73-75
• 5.1 结论73-74
• 5.2 展望74-75
• 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-79

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 彭云枫;何蕴龙;;Hardfill坝仿真计算分析[J];长江科学院院报;2010年04期

2 ;Research review of the cement sand and gravel (CSG) dam[J];Frontiers of Structural and Civil Engineering;2012年01期

3 高彦丛;陈祖坪;;混凝土单轴压缩应力状态的数值分析[J];北京工业职业技术学院学报;2013年01期

4 李娜;张斌;何鲜峰;高玉琴;;胶凝堆石料强度和弹性模量随龄期变化规律研究[J];长江科学院院报;2014年04期

5 彭云枫;何蕴龙;曹学兴;;Hardfill坝断面优化设计的探讨[J];武汉大学学报(工学版);2010年03期

6 熊X;何蕴龙;陈平;;Hardfill坝结构破坏模式与设计准则初探[J];武汉大学学报(工学版);2011年03期

7 蔡新;武颖利;李洪煊;易剑刚;;胶凝堆石料本构特性研究[J];岩土工程学报;2010年09期

8 吴梦喜;杜斌;姚元成;何鲜峰;;筑坝硬填料三轴试验及本构模型研究[J];岩土力学;2011年08期

9 杨令强;韩勇;陈祖坪;;CSG坝渐进破坏过程分析[J];中国农村水利水电;2009年06期

10 吴梦喜;孙宁;;硬填料坝应力计算方法探讨与特性分析[J];岩土力学;2013年S2期

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本文编号：377822