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单梁试验研究 岩石力学性质的试验研究

2021-04-28知识12

什么是公路弯沉试验 弯沉试验是基于高速公路等路基施工的控制检测,通过对不同路段和不同土质的路基进行落锤式弯沉仪

岩石力学性质的试验研究 理论源于实践,并需要得到实践的检验。试验是一切科学研究的基础,岩石力学的研究也是从试验开始的,尽管古代有关的试验记录尚未发现,但数千年前埃及和希腊人在修建金字塔及寺庙时,已确实考虑到岩石的强度问题[3]。秦昭王(公元前306~前251年)时李冰父子修建的都江堰,西汉楚襄王刘注(公元前128~前116年)的墓室—徐州龟山汉墓,隋开皇大业(公元581~618年)年间李春修建的赵州桥,1230年建成的英国Wells 大教堂等,都是古代岩体工程的杰出代表,显示了古代人民对岩石力学性质的良好理解。时至今日,利用Google等搜索工具,不难在INTERNET上得到相关图片和文字介绍。当然,没有成功的古代工程也为数不少。正如文献[4]所说,All of the earlier activity was,of course,conducted without the benefit of modern knowledge.In some case the projects were successful,often dramatically so;but,in other case,we know that they were unsuccessful.Many cathedrals were not so fortunate as that at Wells and collapsed during or shortly after construction。文艺复兴时期Da Vinci的“不同长度铁丝的强度试验”[3],可能是目前已知最早的。

 拱梁力学性质研究现状 (1)钱鸣高院士等对煤矿采场老顶裂隙体梁稳定平衡理论进行了试验和理论分析研究,取得的成果对于分析单层岩石断裂后的力学性质具有借鉴意义。钱鸣高教授[30,31]提出了裂隙体梁平衡的“S-R”稳定理论,指出岩层厚度与长度比大于0.30~0.34时,砌体块回转角度θ1太小,砌体块间水平推力(纵向载荷)过小,岩层与两侧岩石摩擦力小于岩层横向载荷而导致砌体滑落(Sliding);岩层厚度与长度比较小时,回转角度θ1过大,砌体块间推力过大,拱铰处岩石压碎,导致砌体过大的转动位移而失稳,称为变形失稳(rotation)。缪协兴博士1989年采用光弹实验法研究了图1.3所示的裂隙体梁砌块间纵向载荷分布规律[32]。裂隙体梁两端水平方向固定,并用石膏、砖、混凝土材料模拟岩石,测量了拱铰压碎破坏的强度条件,指出砌体块间挤压面上纵向载荷呈三角形分布,峰值并不位于边缘,合力位于挤压面高度的1/3处;拱铰处脆性材料接触面平均挤压强度等于单轴抗压强度的0.3倍。图1.2 上页至下页的跳跃图1.3 裂隙体梁结构模型张志文用石膏块模拟老顶岩石制作裂隙体梁[33],见图1.4所示。裂隙体梁横向(竖直方向)载荷q用重物施加,因此在实验过程中,横向载荷保持恒定,裂隙体梁两端初始。

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