单轴压缩
单轴压缩试验用荷载控制设置参数

【单轴压缩试验用荷载控制设置参数】一、介绍在材料力学领域,单轴压缩试验是一项非常重要的实验,用于研究材料在不同压缩条件下的性能和行为。
而荷载控制设置参数,作为整个试验过程的基础和关键,对于试验结果的准确性和可靠性起着至关重要的作用。
本文将就单轴压缩试验用荷载控制设置参数进行探讨,并共享个人对此的理解。
二、荷载控制设置参数的重要性1. 在单轴压缩试验中,荷载控制设置参数包括加载速率、加载方式、加载范围等。
这些参数直接影响试验中施加在试样上的力的大小和变化规律,从而影响试验结果。
合理的荷载控制设置参数可以确保试验数据的准确性和可比性,为后续的分析和应用提供可靠的依据。
2. 合理的荷载控制设置参数还可以使试验结果更加客观和全面。
通过合理设置加载速率和加载方式,可以使试验过程中材料的应力应变关系得到更加详尽的表征,从而为材料性能的评价和预测提供更多的信息和依据。
三、合理选择荷载控制设置参数的原则在单轴压缩试验中,选择合适的荷载控制设置参数是非常重要的。
以下是一些原则,供大家参考:1. 加载速率:加载速率是指单位时间内施加在试样上的力的变化量。
在选择加载速率时,应考虑材料的特性,比如脆性材料和塑性材料对加载速率的敏感程度不同,需要根据具体情况合理选择。
2. 加载方式:加载方式可以分为恒速加载和变速加载。
恒速加载适用于需要得到材料在不同应力下的应变率的试验,而变速加载则适用于需要研究材料不同压缩速率下的变形行为和变化规律的试验。
3. 加载范围:加载范围是指试验中所选取的荷载的范围和变化规律。
合理选择加载范围,有助于研究材料在不同荷载条件下的性能和行为,为材料的应用提供更多的参考和依据。
四、个人观点和理解在实际的工程应用中,合理选择单轴压缩试验用荷载控制设置参数需要结合具体的材料特性和试验目的来进行。
在选择荷载控制设置参数的过程中,应充分考虑材料的强度、变形特性、加载速率敏感性等因素,确保试验结果的准确性和客观性。
岩石力学实验方案

实验方案实验一单轴压缩试验一、实验得目得以白垩系软岩为研究对象,设置不同得冻结温度,分别对岩样进行一次冻融循环,并测定其冻融前后得单轴抗压强度与杨氏弹性模量,且绘出应力—应变曲线。
当无侧限试样在纵向压力作用下出现压缩破坏时,单位面积上所承受得载荷称为岩石得单轴抗压强度,即式样破坏时得最大载荷与垂直与加载方向得截面积之比.本次试验主要测定饱与状态下试样得单轴抗压强度。
二、试样制备(1)样品可用钻孔岩芯或在坑槽中采取得岩块,在取样与试样制备过程中,不允许发生人为裂隙。
(2)试样规格:经过钻取岩芯、岩样尺寸切割、岩样打磨几道工序制备成直径5cm、高10cm得圆柱体。
(3)试样制备得精度应満足如下要求:a沿试样高度,直径得误差不超过0.03cm;b试样两端面不平行度误差,最大不超过0.005cm;c端面应垂直于轴线,最大偏差不超过0、25°;d方柱体试样得相邻两面应互相垂直,最大偏差不超过0、25°。
三、主要仪器设备1、制样设备:钻石机、切石机及磨石机.2、测量平台、角尺、游标卡尺、放大镜、低温箱等。
3、压力试验机。
四、实验步骤1、取加工好得岩石试样15块,放入抽真空设备中进行饱水处理,浸泡24h;2、a.(1)从饱水后得试样中取3块,进行冻结前常温(+20℃)条件下岩石得单轴压缩试验,并记录应力—应变曲线等信息;(2)从剩下得饱水岩样中取出6块放入低温箱中,在恒温—10℃条件下冻结48h;(3)取出冻结后得3块岩样,进行冻结-10℃条件下岩石得单轴压缩试验,并记录应力-应变曲线等信息;(4)取出冻结后另外3块岩样,在室内常温环境下自然解冻后,进行岩石冻结解冻后恢复到常温条件下岩石得单轴压缩试验,并记录应力-应变曲线等信息;b、以剩余得6块试样为对象,把冻结温度设置为—30℃,重复a中步骤(2)~(4);3、通过试验数据分析在两种冻结温度下,岩样冻结前、冻结中与冻结解冻后三种状态下三种岩石单轴压缩下强度、应力-应变曲线及弹性模量等参数得变化情况.五.成果整理与计算1、按下式计算岩石得单轴抗压强度:-———-岩石单轴抗压强度,MPa;———-最大破坏荷载,N;-—-—垂直于加载方向得试样横截面积,mm2。
单轴压缩

单轴压缩单轴压缩软件包提供圆柱形岩石和混凝土试件的压缩和变形试验运行用的所有硬件和软件附件。
该压缩软件包包括:力传感器对低载荷试验--一个661型力传感器。
一个把该力传感器附着到载荷框架上的附着件。
对高载荷试验-一个660.23P型元件。
直接安装到作动缸口。
一个信号调节器-供每个力传感器用。
2档标定。
一个从力传感器到调节器的电缆0到10个间隔片-取决于载荷序列的构形和附带的硬件。
一个643型压盘夹具应变传感器∙一个轴向应变测量元件一个周向应变测量元件一个信号调节器和各传感器的电缆790.61型岩石力学软件∙按照ASTM D2938-86, D-3148-86, 4341-84 和4405-84的岩石单轴压缩试验ISRM建议的确定岩石单轴压缩强度和单轴压缩中岩石材料的变形能力的方法。
子。
设计高刚度载荷力链,以使脆性材料试验时贮存在框架和载荷力链部分的变形能量减到最小。
在进行关于试件破坏后性状的试验时,这特别关键。
对于要求大于1000 kN (220kip)的压缩试验,可以卸除载荷传感器,并可用适合框架载荷的差压(P)传感器测量力。
由于作动器摩擦力,要求的力小于1000 kN (220 kip)的试验,应当使用一个力传感器。
请注意,315型载荷框架试用的载荷,超过了该力传感器的范围。
该试验区域前、后的Lexan板(未示出),在进行单轴压缩强度试验时,确保防护试件碎片伤人。
除了单轴压缩试验的机械夹具外,提供了790.61型单轴岩石力学软件,以便执行某些最普通的压缩试验,并分析得到的数据。
这软件包通过一系列预定步骤,指导你进行标准的ASTM试验和TSRM建议的试验方法。
该软件在鼠标驱动和点击环境中运行,并使用下拉菜单和图标,提供方便和直观的操作界面。
该软件也包括:运行时间率控制(它使你在试验期间增加或减少加载率或应变率,以更好地控制破坏后试验,并充分改进)和实时显示所选择的反馈的运行时间图(使你在运行时监控试验进程)。
单轴抗压强度标准值

单轴抗压强度标准值单轴抗压强度标准值是指在单轴压缩试验中,试样在垂直于其轴向方向上受到的最大压缩应力值。
这个标准值是衡量材料抗压能力的重要指标,对于建筑、土木工程、矿山等领域的设计和施工都有着重要的意义。
单轴抗压强度标准值的测定方法是将试样放置在试验机的压力板上,施加垂直于试样轴向的压力,直到试样发生破坏。
试验过程中需要记录下试样的变形情况和压力值,以便计算出单轴抗压强度标准值。
单轴抗压强度标准值的大小与材料的种类、成分、制备工艺等因素有关。
不同材料的单轴抗压强度标准值也有很大的差异。
例如,混凝土的单轴抗压强度标准值一般在20-60MPa之间,而岩石的单轴抗压强度标准值则可以达到几百MPa甚至更高。
在建筑领域中,单轴抗压强度标准值是评估混凝土强度的重要指标。
混凝土的单轴抗压强度标准值越高,其承载能力也就越强。
因此,在混凝土的设计和施工中,需要根据工程要求和使用环境的不同,选择不同的混凝土配合比和强度等级,以保证混凝土的单轴抗压强度标准值符合要求。
在土木工程领域中,单轴抗压强度标准值也是评估土壤强度的重要指标。
土壤的单轴抗压强度标准值越高,其承载能力也就越强。
因此,在土壤的设计和施工中,需要根据工程要求和使用环境的不同,选择不同的土壤类型和强度等级,以保证土壤的单轴抗压强度标准值符合要求。
在矿山领域中,单轴抗压强度标准值是评估岩石强度的重要指标。
岩石的单轴抗压强度标准值越高,其抗压能力也就越强。
因此,在矿山的设计和施工中,需要根据矿石的种类和使用环境的不同,选择不同的岩石类型和强度等级,以保证岩石的单轴抗压强度标准值符合要求。
单轴抗压强度标准值是衡量材料抗压能力的重要指标,对于建筑、土木工程、矿山等领域的设计和施工都有着重要的意义。
在实际应用中,需要根据工程要求和使用环境的不同,选择符合要求的材料和强度等级,以保证工程的安全和可靠性。
单轴压缩下煤岩尺寸效应的试验及理论研究王剑波

第31卷第1期2 0 1 3年1月水 电 能 源 科 学Water Resources and PowerVol.31No.1Jan.2 0 1 3文章编号:1000-7709(2013)01-0050-04单轴压缩下煤岩尺寸效应的试验及理论研究王剑波1,2,朱珍德1,2,刘金辉3(1.河海大学岩土工程科学研究所,江苏南京210098;2.河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098;3.枣庄矿业集团付村煤业有限公司,山东枣庄277600)摘要:为研究尺寸效应对煤岩力学性质的影响,以枣庄矿业集团付村煤矿的煤岩为例,利用RMT-150B岩石力学试验系统对9组不同高宽比的立方体煤岩岩样做了单轴压缩试验。
通过对试验数据的拟合分析,得出煤岩岩样尺寸与抗压强度、弹性模量的定量关系式。
同时基于应变等效假设,假定煤岩强度服从Weibull分布规律,提出煤岩考虑尺寸效应的损伤统计本构模型,与试验结果对比,发现该模型能较好地反映煤岩峰值强度前的应力应变关系,具有一定的合理性。
关键词:单轴压缩;尺寸效应;煤岩;本构模型中图分类号:TU452;TU458+.3文献标志码:A收稿日期:2012-09-07,修回日期:2012-10-22基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)基金资助项目(2011CB013504);深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金资助项目(SKLGDUEK0902);江苏省2011年度研究生培养科技创新计划基金资助项目(CXZZ11-0428)作者简介:王剑波(1987-),男,硕士研究生,研究方向为岩石力学特性,E-mail:wjbst1427@sina.com 岩石具有尺寸效应,即不同尺寸的岩石物理力学性质存在差别。
自20世纪30年代通过试验模拟等方法对岩石尺寸效应进行相关研究,获得了岩石尺寸增大强度的平均值减小、离散程度降低及岩石强度随试样尺寸呈指数型衰减规律的公式等[1~3]。
压缩实验报告数据分析

一、实验背景压缩实验是一种常见的力学实验,通过在特定的实验条件下对材料进行压缩,研究其力学性能。
本次实验主要针对某一种材料进行压缩实验,以了解其压缩性能。
本报告将对实验数据进行详细分析,得出实验结果。
二、实验目的1. 研究材料在不同压力下的变形情况;2. 了解材料的弹性模量和屈服强度;3. 分析材料在不同压力下的力学性能。
三、实验原理压缩实验通常采用单轴压缩实验,即在轴向施加压力,使材料发生压缩变形。
根据胡克定律,材料的应力与应变之间存在线性关系,即应力=弹性模量×应变。
当材料达到屈服强度时,应力与应变之间的关系将不再线性,此时材料将发生塑性变形。
四、实验方法1. 实验材料:选取某一种材料作为实验对象;2. 实验设备:压缩试验机;3. 实验步骤:(1)将实验材料切割成规定尺寸;(2)将材料放置在压缩试验机上;(3)对材料施加轴向压力,记录材料在不同压力下的变形情况;(4)根据实验数据,绘制应力-应变曲线;(5)分析材料的力学性能。
五、实验数据及分析1. 实验数据表1:实验数据压力(MPa)应变(%)应力(MPa)0 0 010 0.5 2020 1.0 4030 1.5 6040 2.0 8050 2.5 1002. 数据分析(1)线性阶段:从表1中可以看出,在压力0-30MPa范围内,材料的应力与应变呈线性关系,弹性模量E=40MPa。
这说明材料在该压力范围内具有良好的弹性性能。
(2)非线性阶段:当压力超过30MPa时,应力与应变之间的关系不再线性,材料开始发生塑性变形。
此时,材料的屈服强度约为100MPa。
(3)应力-应变曲线:根据实验数据,绘制应力-应变曲线,如图1所示。
曲线在压力0-30MPa范围内呈线性,压力超过30MPa后,曲线出现拐点,表明材料开始发生塑性变形。
图1:应力-应变曲线(4)力学性能分析:根据实验数据,该材料在压力0-30MPa范围内具有良好的弹性性能,弹性模量为40MPa;当压力超过30MPa时,材料开始发生塑性变形,屈服强度约为100MPa。
自密实混凝土单轴压缩试验细观模拟

第15卷 第12期2020年12月中国科技论文CHINASCIENCEPAPERVol.15No.12Dec.2020自密实混凝土单轴压缩试验细观模拟王晓琴1,杨名超2,肖 明3,程瑾俊4,孙辅皓5(1.武汉科技大学城市学院,武汉430083;2.中国市政工程中南设计研究总院有限公司,武汉430010;3.武汉绕城高速公路管理处,武汉430000;4.安庆职业技术学院,安徽安庆246003;5.江苏大彭工程项目管理咨询有限公司,江苏徐州221300)摘 要:为了研究自密实混凝土(self compactingconcrete,SCC)力学性能及破坏机理,采用离散元方法,建立了SCC单轴压缩试验离散元模型,进行了不同骨料形状、不同骨料占比和界面过渡区(interfacialtransitionzone,ITZ)不同强度下单轴压缩模拟试验。
结果表明:建立SCC离散元模型可以很好地描述其裂纹的产生、发展和破坏过程;不规则骨料颗粒比圆形骨料颗粒试件更能反映真实骨料分布,碎石骨料抗压强度更接近室内试验;ITZ强度对试件的抗压强度有一定的影响,当ITZ强度大于砂浆强度80%时,试件抗压强度基本不受ITZ强度的影响。
关键词:自密实混凝土;细观模拟;离散元;单轴压缩;界面过渡区中图分类号:TU528.5 文献标志码:A文章编号:20952783(2020)12141007开放科学(资源服务)标识码(OSID):犕犲狊狅 狊犮犪犾犲狊犻犿狌犾犪狋犻狅狀狅狀狌狀犻犪狓犻犪犾犮狅犿狆狉犲狊狊犻狅狀狋犲狊狋狅犳狊犲犾犳 犮狅犿狆犪犮狋犻狀犵犮狅狀犮狉犲狋犲WANGXiaoqin1,YANGMingchao2,XIAOMing3,CHENGJinjun4,SUNFuhao5(1.犆犻狋狔犆狅犾犾犲犵犲,犠狌犺犪狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔,犠狌犺犪狀430083,犆犺犻狀犪;2.犆犲狀狋狉犪犾犪狀犱犛狅狌狋犺犲犿犆犺犻狀犪犕狌狀犻犮犻狆犪犾犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵犇犲狊犻犵狀牔犚犲狊犲犪狉犮犺犐狀狊狋犻狋狌狋犲犆狅.,犔狋犱.,犠狌犺犪狀430010,犆犺犻狀犪;3.犠狌犺犪狀犚狅狌狀犱 狋犺犲 犆犻狋狔犈狓狆狉犲狊狊狑犪狔犃犱犿犻狀犻狊狋狉犪狋犻狅狀犗犳犳犻犮犲,犠狌犺犪狀430000,犆犺犻狀犪;4.犃狀狇犻狀犵犞狅犮犪狋犻狅狀犪犾犪狀犱犜犲犮犺狀犻犮犪犾犆狅犾犾犲犵犲,犃狀狇犻狀犵,犃狀犺狌犻246003,犆犺犻狀犪;5.犑犻犪狀犵狊狌犇犪狆犲狀犵犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵犘狉狅犼犲犮狋犕犪狀犪犵犲犿犲狀狋犆狅狀狊狌犾狋犻狀犵犆狅.,犔狋犱.,犡狌狕犺狅狌,犑犻犪狀犵狊狌221300,犆犺犻狀犪)犃犫狊狋狉犪犮狋:Inordertostudythemechanicalpropertiesandfailuremechanismofself compactingconcrete(SCC),theuniaxialcom pressiontestsofSCCweresimulatedwithdifferentaggregateshapes,proportionsandthestrengthofinterfacialtransitionzone(ITZ)accordingtoestablisheddiscreteelementmodel.Thetestresultsshowthattheproposedmodelisfeasibletodescribethegeneration,developmentandfailureprocessofSCCcracks.Theirregularaggregateparticlescanreflecttherealaggregatedistri butionbetterthantheroundones,andthecompressivestrengthisclosertothelaboratorytest.ITZstrengthhasacertaininflu enceonthecompressivestrengthofthespecimen.WhenITZstrengthisgreaterthan80%ofmortarstrength,thecompressivestrengthofthespecimenisnotaffectedbyITZstrength.犓犲狔狑狅狉犱狊:self compactingconcrete(SCC);meso scalesimulation;discreteelement;uniaxialcompression;interfacialtransitionzone(ITZ)收稿日期:2020 03 11基金项目:湖北省教育厅科学研究计划指导性项目(B2017425);湖北省高校省级教学改革研究项目(2018512);安徽高校自然科学研究重点项目(KJ2017A787,KJ2019A1193);安徽省高等学校省级质量工程项目(2016xn2x025)第一作者:王晓琴(1978—),女,副教授,主要研究方向为混凝土材料和混凝土结构,751658171@qq.com 自密实混凝土(self compactingconcrete,SCC)作为高性能混凝土之一,无需振捣就可达到密实效果,硬化后具有抗裂能力强、抗渗透能力高等特点,可有效避免外界环境的影响,因而被广泛应用到各种实际工程中。
工程地质知识:单轴压缩变形试验进行步骤.doc

工程地质知识:单轴压缩变形试验进行步骤(1)选择电阻应变片时,电阻片阻栅长度应大于岩石颗粒的10倍,并应小于试件的半径。
同一试件所选定的工作片与补偿片的规格、灵敏系数等应相同,电阻值相差应不大于0.2。
(2)电阻应变片应牢固地粘贴在试件中部的表面,并应避开裂隙或斑晶。
纵向或横向电阻应变片的数量不得少于2片,其绝缘电阻值应大于200M。
(3)将试件置于试验机承压板中心,调整球形座,使试件受力均匀。
(4)以每秒0.5~1.0MPa的速度加荷,逐级测读荷载与应变值直至破坏,测值不应少于10组。
(5)记录加荷过程及破坏时出现的现象,并对破坏后的试件进行描述。
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声发射曲线
返回
AE accmulated energy AE accmulated count
85
81
声发射的累计能量和次数能反映能反 映岩石破裂的过程:
岩石加载初期岩石内微小裂隙被 压密,有少量的声发射现象,岩石被 压密到一定程度的时候,开始产生新 的裂隙,并不断扩展,声发射的次数 和程度都随之出现明显的增加,与此 对应岩石开始出现宏观破裂。(本试 验发生在step81)
●声发射的累积能量显著增多;
其原因在于虽然岩石的平均强度没变, 但由于其均质度增大,导致岩石最小强度值 增大,又因为岩石都从强度最小的部位开始 破坏,所以就导致了以上现象的出现。
谢 谢!
祝愿大家工作顺利,身体健康!
评语:
1、研究问题不透彻,太泛泛。 2、界面太花,表述用语过于口语化。
§探究岩石均质度对其破坏的影响
为了探究和验证岩石均 质度(模型单元的离散程度) 对岩石破坏的影响,现将岩 石均质度作为单一变量,在 上一个试验其他条件参数不 变的情况下,仅将均质度m由 原来的2改为6,即岩石破坏 更趋近于弹脆性破坏的形式。
破坏过程 (切应力)
对比
step139
step140
岩石破坏时间由原来的step81延迟到现在的step140.
模型:
试样模型尺寸150mm×100mm ,网个划分为150×100个 基元 。采用平面应力问题,整个加载 过程通过位移加载方 式。加载位移量△s=0.001mm.力学性质参数如下表:
基元的力学参数、相变准则
均质度 弹性模量 强度
2
50000 200
Poisson 0.25
自重 0ห้องสมุดไป่ตู้
摩擦角 30
C/T 比 10
X方向无加载,为自由边。 Y方向采用位移加载方式:
加载初始步(Initial step):1 加载初始值(Initial value): 0.001mm 加载增量(Increment): 0.001mm 加载终值(Final value): 加载终止步(Final step): 1000
控制条件(Control Information)
Max strain T
1.5
Max strain C
200
Strength criterion
M-C Criterion
(网格划分)Mesh Diving
试件尺寸:150mm*100mm 划分为 : 150(row)*100(col)个单元格
分布类型:韦伯分布 材料均质度(Heterogeneity:2 弹性模量(Elastic):50000MPa 抗压强度(Strength):100MPa 泊松比(Poisson):0.25 不考虑试件自重(Weight)
常规岩石力学性质试验试件准备工作量是非常大的,且试 件的加工精度也不易保证,而在数值数模拟计算中建立一个模 型则是举手之劳的事。
在建立岩石试样模型时,首先要划分单元网络和确定模型尺 寸,试 样 尺 寸 与 常 规 试 验 试 样 的尺寸相同,模型网格 划分数量依计算机硬件条件决定。
第1步 模型建立及参数选择
强度特性(Strength Criterion)
摩擦角(Friction angle):30 度 压拉比(C/T ratio):10 强度准则:M-C Criterion 最大拉应变:1.5 最大压应变:200 残余强度比:0.1 残余泊松比:1.1
边界条件(Boundary Conditions)
加载-位移曲线
对比
140
到step140时,轴向 载荷由4156N突变到 304N
声发射曲线
对比 声发射累积能量由原来的 0.010134增至现在的0.050008
通过对比改变岩石均质度前后加载-位移 情况和声发射情况,我们发现:
增大岩石均质度后,岩石发生宏观破裂时的
●时间明显推迟;
●峰值载荷明显增大;
总控制步(Total step):100 步中步(StepInStep):1 求解类型(Load type): 平面应力(plane stress) 重力方向(Weight direction): None
模型示意图:
自
自
由
由
边
边
界
界
切应力分布图
第2步 计算
Step 1
Step 80
Step 81
返回
第3步 结果分析
返回
位移-加载曲线
81 从数值试验得到的载荷-位移全过程曲线再现了如下基本的岩石力学性质:
(1)线性变形阶段。在加载的初期,载荷-位移曲线几乎是线性的。
(2)非线性变形阶段。当载荷达到试件最大承载能力的50%左右时,试件 的变形开始偏离线性,部分基元破坏。
(3)软化阶段。当达到最大载荷之后,使试件进一步变形的载荷迅速减小 ,岩石进入弱化阶段,这时试件产生宏观破坏。
基于RFPA-2D的岩石单轴压 缩试验数值模拟
主要内容
§RFPA单轴压缩模拟 §探究岩石均质度对其破坏的影响
§RFPA单轴压缩模拟
构造模型
1建立工程文档 2网格划分和参数赋值 3边界条件和控制条件
计算
连续运行
结果分析
(图像数据处理分析)
注:
建立模型的过程相当于常规试验的试件加工过程; 计 算 过程相当于试验过程。