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  • 为了研究煤系地层岩石单轴抗压强度与弹性模量的关系,以淮南矿区某矿378组岩石样本为研究对象,基于岩性不同,将这些岩石样本分成6类,以弹性模量为自变量,单轴抗压强度为因变量,分别采用线性函数、二次函数、幂函数3...
  • 序号01弹性模量与强度的基本原理采用冲击弹性波作为检测媒介,通过检测弹性波的波速,计算材料的动弹性模量,根据动弹性模量与抗压强度的相关关系推算混凝土的抗压强度,其核心在于精确地检测混凝土材料的动弹性模量...
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    混凝土强度检测仪(STL-CMT)

    主要针对铁路隧道衬砌及大体积混凝土结构,进行快速、准确的强度无损检测。产品以弹性波为介质,可检测结构内部强度情况,拥有超声检测仪、回弹仪无可比拟的优势。

    序号

    01

    弹性模量与强度的基本原理

    采用冲击弹性波作为检测媒介,通过检测弹性波的波速,计算材料的动弹性模量,根据动弹性模量与抗压强度的相关关系推算混凝土的抗压强度,其核心在于精确地检测混凝土材料的动弹性模量。混凝土的动弹性模量不仅影响到结构的变形,而且也是反映混凝土质量、耐久性的重要指标:1. 可以反映材料的刚性特性,在结构的变形计算中是重要的参数。特别是对于高强度混凝土,简单地采用抗压强度反推弹模的方法往往具有较大的误差;2. 混凝土材料的老化往往先从弹模的降低开始,而新建结构的施工不良也会在弹模方面有所显现。弹模的检测主要是通过对波速的检测。对于1维均质弹性体,其动弹性模Ed与弹性波P波波速Vp1的关系可以表示为:fbebc2a4fd27c1ffb06722bc57c7d50c.png

    其中,ρ为材料的密度,对于混凝土,ρ一般为2400kg/m3左右。当检测对象为2维或3维时,P波速度有一定的变化。

    2维:

    f46e83c01aa6bab15ac0d7857a1e9583.png

    3维:

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    而对于表面波(瑞利波),其关系可以表示为:

           瑞利波:

    23ec7b0bc97580f82cff6b9a085978a1.png一般来说,混凝土的动泊松比为0.2~0.25,其不同波速间的比较如下:

    不同波速间的相对关系▼

    093c00c6996108aa52b7e40ab903ff38.png根据标定数据建立动弹性模量与强度的对应关系,算出混凝土强度值。

    序号

    02

    模量~强度曲线的简易标定方法

    对于大多数结构混凝土,其抗压强度在20~60MPa。在此区间,不同的形状决定系数对回归曲线的影响并不大(如下图)。因此,将设定为一个常数,如5.5,对拟合曲线的精度并不会产生明显的影响。由此,需要回归的参数仅一个ΕΑ,再根据最小二乘法,可以很容易对ΕΑ进行回归拟合:d6541b4171b679ebb5286a769c41455d.png798b6f91abe060b52206d0ea2a106551.png

    不同λ的影响▲

    序号

    03

    标定-弹性模量与强度关系建立

    强度检测需要现场同配比(尤其是骨料)的150mm×150mm×150mm混凝土标准试块3组,先测试每个试块的混凝土的动弹性模量,再将试块做抗压试验,获取每个试块的强度,用以标定,建立弹性模量与抗压强度的对应关系,拟合回归曲线,推导计算公式。

    利用重复反射法测试每个试块的混凝土P波波速,具体过程如下:

    试块厚度Η为已知,在结构表面激发冲击弹性波,通过测试弹性波其在结构底部反射的时间Τ,计算得到冲击弹性波波速Vp

    774b60afd5ae3bb46d3a2241837d39fb.png

    重复反射法测试示意图▲

    序号

    04

    面波法(R波法)

    在混凝土厚度较大时,将两个传感器按一定间距成直线布置,在利用激振装置在距离第一个传感器一定距离的位置激振,产生表面波,利用两传感器分别接收面波的时间差来测得面波波速,从而计算出混凝土的弹性模量,进而能够推算混凝土的强度指标。

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    面波法测试示意图▲

    面波法影响深度范围为1.5倍激振波长范围,可以综合反应测试位置整个衬砌厚度范围内的混凝土强度。

    序号

    05

    检测现场及结果比对

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    测试现场图▲

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    测试现场图▲

    在实际大量的铁路隧道检测中,配合无损检测和钻芯取样,对本技术的精度、适用性等进行了验证。结果表明,该方法能够较好地推定混凝土强度(表层及内部),而且对裂缝等损伤敏感,其推定精度远优于回弹仪。

    如图,回弹仪的测试强度完全无法反应真实的混凝土强度。

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    本技术测试强度与钻芯压载强度比较▲

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    本技术测试强度与钻芯压载强度比较

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    回弹仪测试强度与钻芯压载强度比较▲

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    混凝土强度沿深度分布曲线▲

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  • 结果表明:(1)煤甲烷吸附能力波阻抗、弹性模量(体积模量K、剪切模量μ、杨氏模量E)、纵横波速度和体密度呈负相关关系:即煤岩强度越弱,煤岩兰氏体积越大,甲烷吸附能力越强;杨氏模量、剪切模量和纵波阻抗...
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  • 应变特征与本构模型,基于含瓦斯水合物煤体强度特性三轴压缩实验,分析含瓦斯水合物煤体在不同围压与水合物饱和度下应力-应变曲线特征,探讨破坏强度与围压、弹性模量与水合物饱和度之间定量关系,建立不同围压与...
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  • 相似材料抗压强度弹性模量皆随砂胶比和胶结物比例增加呈现明显减小趋势,砂胶比材料抗压强度弹性模量近似呈线性关系,胶结物比例材料的强度弹性模量近似呈现乘幂关系;采用极差分析法分析了砂胶比和...
  • 利用MTS815岩石伺服试验机进行强度实验,在此基础上讨论了纵波波速煤岩强度的关系以及动静态弹性参数间的关系。结果表明:煤岩单轴抗压强度纵波速度呈较好的指数关系,单轴抗压强度随纵波速度增大而增大;煤岩的动...
  • 浙江宁波)摘要:在本系统中,采用冲击弹性波作为测试媒介,通过测试弹性波的波速,据此计算材料的动弹性模量和推算相应的静弹模,进而根据静弹模抗压强度的相关关系推算混凝土的抗压强度。其核心在于精确地测试混...

    0574-********

    宁波升拓检测技术有限公司

    升拓技术—混凝土弹性模量测试

    (宁波升拓检测技术有限责任公司,浙江

    宁波

    )

    摘要:在本系统中,采用冲击弹性波作为测试媒介,通过测试弹性波的波速,据此

    计算材料的动弹性模量和推算相应的静弹模,

    进而根据静弹模与抗压强度的相关关系推

    算混凝土的抗压强度。其核心在于精确地测试混凝土材料的弹性模量

    C

    E

    关键词:混凝土检测,预应力检测,混凝土弹性模量检测,无损检测,升拓技术

    在本系统中,采用冲击弹性波作为测试媒介,通过测试弹性波的波速,据此计算材

    料的动弹性模量和推算相应的静弹模,

    进而根据静弹模与抗压强度的相关关系推算混凝

    土的抗压强度。其核心在于精确地测试混凝土材料的弹性模量

    C

    E

    混凝土的弹性模量

    C

    E

    不仅影响到结构的变形,而且也是反映混凝土质量、耐久性

    的重要指标:

    1

    )

    可以反映材料的刚性特性,在结构的变形计算中是重要的参数。特别是对于高

    强度混凝土,简单地采用抗压强度反推弹模的方法往往具有较大的误差;

    2

    )

    混凝土材料的老化往往先从弹模的降低开始,而新建结构的施工不良也会在弹

    模方面有所显现。

    为此,

    在高铁梁的施工中,

    不仅要求控制抗压强度

    (通常为

    C50

    )

    ,也要求控制弹模

    C

    E

    34.5GPa

    以上。

    在本系统中,弹模的测试主要是通过对波速的测试。

    对于

    1

    维均质弹性体,其弹性模量

    E

    与弹性波

    P

    波波速

    1

    P

    V

    的关系可以表示为:

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  • 3侧向压力试样抗压强度弹性模量强度参数呈现非线性增加关系。进一步通过声发射监测发现,侧向压力也会明显地降低加载初期试样声发射能量和计数。试验结果相关文献和工程实践现象具有很好一致性。
  • 结果表明:煤岩由于含有大量微孔隙裂隙,在围压作用下,孔隙裂隙被压密闭合,弹性模量随之增大,但并非呈线性关系.在常规三轴压缩条件下,煤样三轴压缩强度与围压之间呈线性关系(不包括单轴压缩情况),在实验围压范围内...
  • 冲击倾向性是煤岩介质固有属性,是发生冲击矿压必要条件,物理力学参数表征煤岩介质性质,基于大量煤岩介质物理力学参数数据及冲击倾向性结果,分析了煤岩物理力学...弹性模量大于9GPa时,冲击倾向性类别只为强冲击。
  • 6号床石英含量高得多(15%),而脆性矿物质(64%)则表明更容易断裂,因此较低抗压强度(25.93 MPa),杨氏模量(1729.10 MPa)和泊松比(0.0705)。 床3B是较高粘土,其封闭孔隙度稍高(5.46%),但床14...
  • 相似材料抗压强度弹性模量与冲击次数、骨料粒径呈正相关关系,与油含量、胶砂比呈负相关关系;渗透率与冲击次数、骨料粒径、油含量呈负相关关系,与胶砂比呈正相关关系;泊松比与各因素无明显关系。得到各因素共同...
  • 温度越低弹性模量越大,弹性模量与温度的关系呈线性关系,相比于重塑冻黏土,温度对原状冻黏土弹性模量的影响更大;温度越低,深度对抗压强度比值的影响越小,重塑冻黏土的抗压强度越接近原状冻黏土的抗压强度
  • 1煤层煤岩进行了不同应变率的冲击压缩实验,结果表明:煤岩动态应力-应变曲线表现出显著的应变硬化应变率硬化等动态力学特性,煤岩峰值应力及动态弹性模量均随应变率提高而提高,得到了其动态强度与应变率的关系表达式...
  • 弹性模量和泊松比正好相反,煤岩裂隙走向加载方向平行时的弹性模量是裂隙走向加载方向垂直时弹性模量的1.66倍,泊松比为1.15倍;在同等试验条件下,随着加载速率增大,煤岩强度提高,但脆性增大,易呈脆性破坏。...
  • 为了研究煤岩不同细观参数均质度对冲击倾向性影响,利用细观颗粒流软件模拟了弹性模量和黏结强度分别服从Weibull分布非均质煤岩,并通过进行单轴压缩试验分析了破坏过程中能量积聚释放,研究了不同均质度m...
  • 材料的性能参数(包括力学性能热物理性能)对激光弯曲成形的影响很大,通过三维热机耦合有限元仿真研究了材料性能参数板料激光弯曲角度之间的相关性,研究表明,小弹性模量、低屈服强度的材料容易产生大的弯曲变形。...
  • 基于混凝土弹簧模型理论[8],并考虑到再生保温混凝土内部新水泥砂浆旧水泥砂浆物理性能差异性,以及再生骨料本身随机性,确立了各弹簧弹性模量之间相对关系,分析了由不同原生强度再生骨料配制再生保温混凝土...
  • 泥岩为软岩,砂质泥岩为中等坚硬岩石,砂岩(细砂岩)属于坚硬岩石,岩石单轴抗压强度(峰值强度与弹性模量存在良好线性关系。在二2煤层顶底板岩性普氏系数小于6泥岩和部分砂质泥岩区域适合综采机械化开采...
  • 其次,两者轴压比(轴心立方体抗压强度之比)均随强度提高而提高,但HSPC峰值应变、弹性模量和泊松比均比HSSFCNRC小;第三,由于HSPC脆性和压力试验机局限性,所采集到下降段曲线上数据点远较后者少得多,而且后...
  • 对试验数据拟合分析,建立峰值抗压强度弹性模量与围压关系表达式;对煤样破坏特征分析,讨论施加围压大小对煤样试件不同破坏模式影响程度。结果表明:峰值抗压强度和弹性模量随围压增大呈递增趋势;且峰值抗压强度和...
  • 研究结果表明,塑钢纤维的掺加可以在一定程度上弥补橡胶混凝土强度的不利影响,随着塑钢纤维掺量的增大,橡胶混凝土强度有所提高,弹性模量降低;对橡胶进行改性处理有利于增强橡胶水泥基体间粘结强度,优化橡胶混凝土...
  • 试样的弹性模量、变形模量和峰值强度与围压呈正相关,试样峰值强度与围压符合Coulomb强度准则。经历800℃以内高温对试样黏聚力影响不大,超过800℃以后黏聚力急剧降低。高温后试样内摩擦角温度呈正相关;经历1 ...
  • 利用自主研发可实现单轴压缩渗透试验装置对不同水压强度灰岩试样进行了压缩破坏试验,测试了灰岩应力–应变特性,分析水压对单轴抗压强度弹性模量、变形模量影响,灰岩破碎特性水压强度相关性以及孔隙...
  • 同时绘制了不同的φ(混凝土孔隙率)和λ/E(混凝土损伤后的降模量与弹性模量之比)值与井壁承受水压p0和塑性损伤区半径c之间的关系曲线。研究结果表明:在井壁几何尺寸和混凝土强度等级不变情况下,不考虑地下水渗流对...
  • 为了获得水分对煤体力学性质的影响规律,为煤层注水防治冲击地压和煤瓦斯突出的机理研究和注水参数的确定提供依据,模拟了水分对煤体弹性模量和抗压强度的影响。首先采用数值模拟的方法,模拟了注水后不同水分条件下...
  • 为研究煤动态破坏特征,利用霍普金森压杆(SHPB)实验系统开展了不同应变率下...动态抗压强度弹性模量与分形维数近似正相关关系。研究结果对于解决当前深部矿山采掘等工程实际问题具有一定理论意义和实用价值。
  • 通过对常温(20℃)和负温(5~-15℃)下内蒙鄂尔多斯地区白垩系岩层物理力学性能试验,获得了不同负温条件下岩石单轴抗压强度弹性模量、应力-应变关系曲线等力学性能,分析了单轴抗压强度与温度、含水率之间相互...

空空如也

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弹性模量与强度的关系