岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (8): 2675-2684.doi: 10.16285/j.rsm.2019.1711

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于变形与脆性特性的类岩石材料 配比正交试验研究

宋宇1,刘保国1,刘浩1,孙景来2,于明圆1,任大瑞1   

  1. 1.北京交通大学 岩土工程系,北京 100044;2. 北京市市政工程研究院,北京 100037
  • 收稿日期:2019-10-09 修回日期:2020-01-13 出版日期:2020-08-14 发布日期:2020-10-18
  • 通讯作者: 刘保国,男,1964年生,博士,教授,主要从事岩石流变力学方面的研究工作。E-mail:bgliu6767@gmail.com E-mail:yusong@bjtu.edu.cn
  • 作者简介:宋宇,女,1993年生,博士研究生,主要从事岩石以及节理岩体流变力学方面的研究工作。
  • 基金资助:
    中央高校基本科研业务费专项资金(No. 2019YJS145)。

Orthogonal test method for determination of the proportion of rock-like material based on properties of deformation and brittleness

SONG Yu1, LIU Bao-guo1, LIU Hao1, SUN Jing-lai2, YU Ming-yuan1, REN Da-rui1   

  1. 1. School of Civil Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China) (2. Beijing Municipal Engineering Research Institute, Beijing 100037, China
  • Received:2019-10-09 Revised:2020-01-13 Online:2020-08-14 Published:2020-10-18
  • Supported by:
    This work was supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities (2019YJS145).

摘要: 采用正交试验方法配制了不同水胶比、砂胶比、硅灰-水泥比的颗粒性材料探究与选定砂岩具有相近变形及脆性特征的类岩石材料的配制过程。选取材料变形指标 及脆性指标 与砂岩统计数据作比较,确定了符合砂岩基本变形以及脆性特征的材料配比范围;针对正交试验组 及 进行极差分析,得到这两个指标随配比三因素各水平变化规律;采用多元多项式求解方法确定了与选定砂岩性质相近的类岩石材料配比,并进行试验检验。经对比认为,采用该方法配制的类岩石材料其变形、脆性指标数值与选定砂岩对应指标数值均较好地符合,可以代替选定砂岩进行室内岩石及岩体力学性质试验。

关键词: 类岩石材料, 正交试验, 变形特征, 脆性特征

Abstract: A systematic process for obtaining the proportion of the rock-like material with properties of deformation and brittleness similar to the prototype sandstone using orthogonal test has been proposed. The indexes of and have been introduced to quantitatively represent the properties of deformation and brittleness, respectively. The rock-like material is composed with cement and microsilica as the binder material and quartz sand as the aggregate. First, orthogonal tests have been performed, and the various indexes of and with different levels of water-binder, sand-binder and microsilica-cement ratio have been divided by statistical data of natural sandstone. Second, range analysis has been applied to describe the trend of the two indexes with different levels of these three factors. Third, multivariate polynomial equations have been used to obtain the proper proportion of the rock-like material with properties of deformation and brittleness similar to the prototype sandstone. The specimens with the determined proportion are found to be within the allowable error margin compared with the prototype sandstone, and properties of deformation and brittleness of the proposed rock-like material are consistent with the sandstone. Therefore, the newly proposed rock-like material can substitute rock blocks in the following laboratory test.

Key words: rock-like material, orthogonal design, deformation properties, brittleness

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[1] 刘杰, 黎照, 杨渝南, 张子睿, 唐洪宇, 高进, 申剑, . 岩石裂隙可视化渗流装置可行性及试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(12): 4127-4136.
[2] 张国凯, 李海波, 王明洋, 李晓锋, . 基于声学测试和摄像技术的单裂隙岩石 裂纹扩展特征研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 63-72.
[3] 翟明磊, 郭保华, 王辰霖, 焦峰, . 法向卸荷下贯通裂隙岩样压剪破坏特征研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 217-223.
[4] 张宜虎, 邬爱清, 周火明, 王帅, 罗荣, 范雷. 悬索桥隧道锚承载能力和变形特征研究综述[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3576-3584.
[5] 付宏渊, 刘 杰, 曾 铃, 卞汉兵, 史振宁, . 考虑荷载与浸水条件的预崩解炭质泥岩 变形与强度试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1273-1280.
[6] 刘健, 朱赵辉, 吴浩, 张石磊, 王晋明, . 超大型地下洞室高边墙围岩变形影响特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 4030-4040.
[7] 董志宏, 钮新强, 丁秀丽, 翁永红, 黄书岭, 裴启涛, 张 练, . 乌东德左岸地下厂房洞室群施工期 围岩变形特征及反馈分析[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 326-336.
[8] 杨 琪,张友谊,刘华强,秦 华,. 一种气泡轻质土路基受载-破坏模型试验[J]. , 2018, 39(9): 3121-3129.
[9] 翟明磊,郭保华,李冰洋,焦 峰,. 岩石节理分级剪切加载-蠕变-卸载的能量与变形特征[J]. , 2018, 39(8): 2865-2872.
[10] 任 松,李振元,邓高岭,刘 伟,蒲文明,. 多因素作用下石膏岩软化特性[J]. , 2018, 39(3): 789-796.
[11] 刘金辉,李文枭,刘宇森,刘保国,. 多孔含水岩层的相似材料配比研究[J]. , 2018, 39(2): 657-664.
[12] 滕尚永, 杨圣奇, 黄彦华, 田文岭, . 裂隙充填影响巴西圆盘抗拉力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(12): 4493-4507.
[13] 王 春, 唐礼忠, 程露萍, 陈 源, 刘 涛, 韦永恒, . 高轴压和围压共同作用下矽卡岩受频繁动态扰动时的动力学特性[J]. 岩土力学, 2018, 39(12): 4537-4546.
[14] 王 鹏,舒 才,施 峰,胡国忠,王宏图,. 不同砂胶比、密度和含水性相似材料力学性质正交试验研究[J]. , 2017, 38(S2): 229-235.
[15] 张强勇,张龙云,向 文,江力宇,丁炎志,. 考虑温度效应的片麻状花岗岩三轴蠕变试验研究[J]. , 2017, 38(9): 2507-2514.
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[1] 姚仰平,侯 伟. 土的基本力学特性及其弹塑性描述[J]. , 2009, 30(10): 2881 -2902 .
[2] 陶干强,杨仕教,任凤玉. 崩落矿岩散粒体流动性能试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2950 -2954 .
[3] 孙 勇. 滑坡面下双排抗滑结构的计算方法研究[J]. , 2009, 30(10): 2971 -2977 .
[4] 朱泽奇,盛 谦,梅松华,张占荣. 改进的遍布节理模型及其在层状岩体地下工程中的应用[J]. , 2009, 30(10): 3115 -3121 .
[5] 徐远杰,潘家军,刘祖德. 混凝土面板堆石坝的一种坝坡修整算法[J]. , 2009, 30(10): 3139 -3144 .
[6] 王 刚,蒋宇静,王渭明,李廷春. 新型数控岩石节理剪切渗流试验台的设计与应用[J]. , 2009, 30(10): 3200 -3209 .
[7] 孙文静,孙德安,孟德林. 饱和膨润土及其与砂混合物的压缩变形特性[J]. , 2009, 30(11): 3249 -3255 .
[8] 翟聚云,卫国祥. 干密度对非饱和膨胀土水分迁移参数的影响[J]. , 2009, 30(11): 3337 -3341 .
[9] 张民生,刘红军,李晓东,贾永刚,王秀海. 波浪作用下黄河口粉土液化与“铁板砂”形成机制的模拟试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3347 -3351 .
[10] 蔚立元,李术才,徐帮树. 舟山灌门水道海底隧道钻爆法施工稳定性分析[J]. , 2009, 30(11): 3453 -3459 .