岩石芯样强度的尺寸效应试验研究.pdf

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1、工程试验与研究广东建材2012年第11期岩石芯样强度的尺寸效应试验研究黄远洋庄梓豪严琳郑兵(深圳市建筑科学研究院有限公司)摘要：本文研究了以高强度的混凝土代替岩石，在不同直径、高径比、强度等级下混凝土芯样抗压强度的变化情况，以此分析岩石芯样强度的尺寸效应。研究表明：芯样直径大小对强度的影响很小，而高径比对强度的影响较大；高径比1：l的芯样与高径比2：l的芯样的单轴抗压强度换算系数为0．89。关键词：岩石芯样：高径比；单轴抗压强度1前言根据相关的国家、行业和地方规范要求，对于用作地基(桩基)承载力计算的岩石芯样单轴抗压强度数据，是采用岩石芯样直径为50mm

2、、高径比为(2～2．5)：1的试件进行单轴抗压强度试验获得的。但实际中往往由于客观原因无法获得标准规格尺寸的芯样。如由于深圳地区岩石种类大多为微风化花岗岩，无法用直径为50mm的钻探设备抽取岩石芯样，只能改用直径为72ram左右的钻探设备抽取岩石芯样。当采用这种尺寸规格的岩石芯样其单轴抗压强度试验数据不能直接用作地基(桩基)承载力计算，使用单位只能凭经验取值或做保守取值。因此有必要研究不同的直径之间、不同的高径比之间的芯样，其单轴抗压强度之间的关联性。相关研究表明，准脆性材料(混凝土、岩石等)的芯样抗压强度往往表现出尺寸效应，即试件的尺寸及高径比(高度对

3、棱柱体宽度或圆柱体直径的比值)不同时，试件的抗压强度也不同。朱珍德、邢福东Eli等采用相同直径不同高度的圆柱形白色大理岩及灰岩试样进行单轴压缩试验研究，验证了脆性岩石抗压强度在一定范围内随高径比的增大而减小的规律，并基于灰色预测GM(1，1)模型建立了脆性岩石的单轴抗压强度与试件高径比之间的非线形关系式。刘宝珠[z3等在7种岩石的力学试验基础上，研究了岩石抗压强度的尺寸效应。结果表明：形状完全相似的、由同一种岩石构成的岩石样品的单向抗压强度随尺寸增大而明显减小；岩石强度随其尺寸增大而单调减小并趋于该种岩石的最小强度值；岩石中天然缺陷的数量、贯通性及其分布

4、规律对尺寸效应有明显影响。周火明[31采用室内及现场岩体力学试验，结果表明永久船闸高边坡岩体宏观力学参数具有明显的尺寸效应。本文为确保每个试件的均匀性，以高强度的混凝土一54一代替岩石，研究了不同直径、高径比、强度等级的混凝土芯样抗压强度的变化情况，通过将这些试验数据进行整表1芯样强度试验结果强度等级C60(MPa)强度等级C35(MPa)高径比1：1高径比2：1高径比1：1高径比2：l序号直径l直径直径75ramf48．5mm75mm48．5咖75mm48．5mm75ram48．5mm151．552．455．O40．737．831．834．9254．1

5、59．347．448．438．939．136．433．3352．450．649．444．635．036．833．032．1455．552．749．954．842．838．134．236．1552．756．647．043．136．035．430．9652．562．145．158．840．337．633．136．9754．853．249．O45．040．634．332．832．6857．560．247．545．334．638．331．036．4957．750．251．249．235．340．232．933．81054．657．950．944．640．634．

6、032．733．91152．556．343．745．735．340．833．932．71247．455．653．849．535．436．535．830．21350．651．349．756．140．334．237．531．71457．553．952．046．640．832．331．630．91556．354．443．449．141．335．731．135．61660．450．555．747．238．432．335．51751．654．543．647．835．734．832．731．91859．860．846．046．137．233．635．030．4195

7、5．457．353．950．932．539．232．732．62057．354．544．449．241．240．535．832．32162．054．149．444．332．635．432．631．82257．552．752．350．135．033．833．332．92350．753．O46．750．134．134．235．830．62451．357．244．752．942．134．336．632．62553．952．846．544．643．340．834．533．22651．447．636．O35．432．431．62758．146．239．338．93

8、0．530．72837．841．033．535．92938．335．532．83