CN107121336A - 砂质泥岩单轴抗压强度曲线的建立方法 - Google Patents
砂质泥岩单轴抗压强度曲线的建立方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107121336A CN107121336A CN201710147011.6A CN201710147011A CN107121336A CN 107121336 A CN107121336 A CN 107121336A CN 201710147011 A CN201710147011 A CN 201710147011A CN 107121336 A CN107121336 A CN 107121336A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- compressive strength
- uniaxial compressive
- sandy silt
- water content
- sandy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0014—Type of force applied
- G01N2203/0016—Tensile or compressive
- G01N2203/0019—Compressive
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/025—Geometry of the test
- G01N2203/0252—Monoaxial, i.e. the forces being applied along a single axis of the specimen
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
本发明公开了砂质泥岩单轴抗压强度曲线的建立方法,包括如下步骤:步骤一、选取待测区域的砂质泥岩,制作成圆柱形砂质泥岩试样;步骤二、测得步骤一中的砂质泥岩试样的破坏极限加载值,作为砂质泥岩的单轴抗压强度;步骤三、采用最小二乘法对步骤二中测得的单轴抗压强度数值进行拟,含水量与单轴抗压强度之间的关系;采用最小二乘法对测得的单轴抗压强度数值进行拟合,得干密度与单轴抗压强度之间的关系;步骤四:运用最小二乘法对不同干密度和含水量比值(exp(ρd/w))与砂质泥岩单轴抗压强度关系进行拟合,然后依据干密度和含水量比值(exp(ρd/w))与砂质泥岩单轴抗压强度关系曲线图,建立基于含水量和干密度的砂质泥岩单轴抗压强度数学表达式。
Description
技术领域
本发明属于砂质泥岩技术领域,具体涉及砂质泥岩单轴抗压强度曲线的建立方法。
背景技术
泥岩在我国分布较广,由于物理参数、结构特征及矿物成分等因素的影响,其抗压强度差异较大,国内许多研究人员对此进行了较多的研究。受所处地区自然和地理环境的影响,各地区泥岩的物理力学特征存在较大差异,我国宁夏地区第三系砂质泥岩分布较广,区域内已发生的大量工程事故表明砂质泥岩遇水后干密度和含水量会发生变化,但是,却很难给出抗压强度与上述干密度及含水量关系的测试方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供一种科学的砂质泥岩单轴抗压强度曲线的建立方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是,砂质泥岩单轴抗压强度曲线的建立方法,该建立方法包括如下步骤:
步骤一、选取待测区域的砂质泥岩,制作成圆柱形砂质泥岩试样;
步骤二、测得步骤一中所述的砂质泥岩试样的破坏极限加载值,作为砂质泥岩的单轴抗压强度;
步骤三、采用最小二乘法对步骤二中测得的单轴抗压强度数值进行拟,含水量与单轴抗压强度之间的关系;
采用最小二乘法对测得的单轴抗压强度数值进行拟合,得干密度与单轴抗压强度之间的关系;
步骤四:运用最小二乘法对不同干密度和含水量比值(exp(ρd/w))与砂质泥岩单轴抗压强度关系进行拟合,然后依据干密度和含水量比值(exp(ρd/w))与砂质泥岩单轴抗压强度关系曲线图,通过MATLAB线性回归分析法建立基于含水量和干密度的砂质泥岩单轴抗压强度数学表达式:即frk=A·exp(ρd/ω)+B·ln w,其中:A,B为试验参数,通过计算其值分别为6370.5和-2185.5),ρd为泥岩干密度,w为含水量。
进一步地,该泥岩试样至少选择9组,每组的试样数为3个。
进一步地,在上述步骤二之前,还测试所述步骤一中的砂质泥岩试样天然和破坏状态下的密度、比重、孔隙率、饱和吸水率及自由膨胀率参数,采用三倍标准差法对上述参数进行筛选统计,去除异常的砂质泥岩试样。
进一步地,该步骤一中的取样过程如下:在待测场地的中间位置钻探取样,每回次进尺不大于取样间距2.0m,取芯长度不小于0.8m,选取新鲜完整的砂质岩芯。
进一步地,该步骤一中的砂质泥岩试样,其直径为50~55mm,高度为95~100mm。
进一步地,该步骤三中的含水量与单轴抗压强度之间的关系为:其中:y1为砂质泥岩单轴抗压强度,w为含水量,R1为相关性系数;
所述步骤三中的干密度与单轴抗压强度之间的关系为:其中:y2为砂质泥岩单轴抗压强度,ρd为泥岩干密度,R2为相关性系数。
本发明砂质泥岩单轴抗压强度曲线的建立方法具有如下优点:建立了以含水量和干密度为变量的砂质泥岩抗压强度数学表达式,其对类似地区工程设计与施工参数的选取提供了科学依据。
附图说明
图1是本发明中砂质泥岩含水量与单轴抗压强度关系曲线;
图2是本发明中砂质泥岩干密度与单轴抗压强度关系曲线;
图3是本发明中砂质泥岩单轴抗压强度与exp(ρd/w)关系曲线。
具体实施方式
本发明砂质泥岩单轴抗压强度曲线的建立方法,该建立方法包括如下步骤:
步骤一、选取待测区域的砂质泥岩,制作成圆柱形砂质泥岩试样;
步骤二、测得步骤一中所述的砂质泥岩试样的破坏极限加载值,作为砂质泥岩的单轴抗压强度;
步骤三、采用最小二乘法对步骤二中测得的单轴抗压强度数值进行拟,含水量与单轴抗压强度之间的关系;
采用最小二乘法对测得的单轴抗压强度数值进行拟合,得干密度与单轴抗压强度之间的关系;
步骤四:运用最小二乘法对不同干密度和含水量比值(exp(ρd/w))与砂质泥岩单轴抗压强度关系进行拟合,然后依据干密度和含水量比值(exp(ρd/w))与砂质泥岩单轴抗压强度关系曲线图,通过MATLAB线性回归分析法建立基于含水量和干密度的砂质泥岩单轴抗压强度数学表达式:即frk=A·exp(ρd/ω)+B·lnw,其中:A,B为试验参数,通过计算其值分别为6370.5和-2185.5),ρd为泥岩干密度,w为含水量。
上述泥岩试样至少选择9组,每组的试样数为3个。
在上述步骤二之前,还测试所述步骤一中的砂质泥岩试样天然和破坏状态下的密度、比重、孔隙率、饱和吸水率及自由膨胀率参数,采用三倍标准差法对上述参数进行筛选统计,去除异常的砂质泥岩试样。
上述步骤一中的取样过程如下:在待测场地的中间位置钻探取样,每回次进尺不大于取样间距2.0m,取芯长度不小于0.8m,选取新鲜完整的砂质岩芯。
上述步骤一中的砂质泥岩试样,其直径为50~55mm,高度为95~100mm。
上述步骤三中的含水量与单轴抗压强度之间的关系为:其中:y1为砂质泥岩单轴抗压强度,w为含水量,R1为相关性系数;步骤三中的干密度与单轴抗压强度之间的关系为:其中:y2为砂质泥岩单轴抗压强度,ρd为泥岩干密度,R2为相关性系数。
工程实例验证
选取文献中的数值作为参照值,文献为在本文研究区所在本场地进行的桩基静载荷试验,该试验通过在试桩桩身埋设测试元件,并与桩的静载荷试验同步进行桩身荷载传递性状测试,以分析桩周土层侧阻力和桩底端阻力特征,测试技术和方法成熟,结果可靠,文献中四组试桩主要技术参数见表1。根据勘察现场桩基承载力实测值和嵌岩桩嵌岩段承载力计算方法及嵌岩段侧阻和端阻综合系数取值方法(计算取综合系数值为1.39),反算出研究区内砂质泥岩的单轴抗压强度;基于试桩成孔时测得的砂质泥岩含水量和干密度值,根据建立的砂质泥岩单轴抗压强度数学表达式frk=A·exp(ρd/ω)+B·lnw计算出与不同含水量和干密度值对应的砂质泥岩单轴抗压强度,并与实测单轴抗压强度值进行对比,如表2所示。
表1各试桩技术参数
表2实测数据与计算数据对比
由表1可知,根据公式frk=A·exp(ρd/ω)+B·lnw计算的砂质泥岩单轴抗压强度与实测值较为接近,二者最大差值百分比为5.9%,表明基于含水量和干密度建立的砂质泥岩单轴抗压强度数学表达式能够较好地反应三者间的关系,其对区域内类似工程设计和施工参数的选取提供了计算依据。
Claims (6)
1.砂质泥岩单轴抗压强度曲线的建立方法,其特征在于,该建立方法包括如下步骤:
步骤一、选取待测区域的砂质泥岩,制作成圆柱形砂质泥岩试样;
步骤二、测得步骤一中所述的砂质泥岩试样的破坏极限加载值,作为砂质泥岩的单轴抗压强度;
步骤三、采用最小二乘法对步骤二中测得的单轴抗压强度数值进行拟,含水量与单轴抗压强度之间的关系;
采用最小二乘法对测得的单轴抗压强度数值进行拟合,得干密度与单轴抗压强度之间的关系;
步骤四:运用最小二乘法对不同干密度和含水量比值(exp(ρd/w))与砂质泥岩单轴抗压强度关系进行拟合,然后依据干密度和含水量比值(exp(ρd/w))与砂质泥岩单轴抗压强度关系曲线图,通过MATLAB线性回归分析法建立基于含水量和干密度的砂质泥岩单轴抗压强度数学表达式:即frk=A·exp(ρd/ω)+B·lnw,其中:A,B为试验参数,通过计算其值分别为6370.5和-2185.5),ρd为泥岩干密度,w为含水量。
2.按照权利要求1所述的砂质泥岩单轴抗压强度曲线的建立方法,其特征在于,所述泥岩试样至少选择9组,每组的试样数为3个。
3.按照权利要求2所述的砂质泥岩单轴抗压强度曲线的建立方法,其特征在于,在所述步骤二之前,还测试所述步骤一中的砂质泥岩试样天然和破坏状态下的密度、比重、孔隙率、饱和吸水率及自由膨胀率参数,采用三倍标准差法对上述参数进行筛选统计,去除异常的砂质泥岩试样。
4.按照权利要求2所述的砂质泥岩单轴抗压强度曲线的建立方法,其特征在于,所述步骤一中的取样过程如下:在待测场地的中间位置钻探取样,每回次进尺不大于取样间距2.0m,取芯长度不小于0.8m,选取新鲜完整的砂质岩芯。
5.按照权利要求1-4中任一项所述的砂质泥岩单轴抗压强度曲线的建立方法,其特征在于,所述步骤一中的砂质泥岩试样,其直径为50~55mm,高度为95~100mm。
6.按照权利要求1-4中任一项所述的砂质泥岩单轴抗压强度曲线的建立方法,其特征在于,所述步骤三中的含水量与单轴抗压强度之间的关系为:其中:y1为砂质泥岩单轴抗压强度,w为含水量,R1 2为相关性系数;
所述步骤三中的干密度与单轴抗压强度之间的关系为:其中:y2为砂质泥岩单轴抗压强度,ρd为泥岩干密度,R2为相关性系数。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710147011.6A CN107121336B (zh) | 2017-03-13 | 2017-03-13 | 砂质泥岩单轴抗压强度曲线的建立方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710147011.6A CN107121336B (zh) | 2017-03-13 | 2017-03-13 | 砂质泥岩单轴抗压强度曲线的建立方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107121336A true CN107121336A (zh) | 2017-09-01 |
CN107121336B CN107121336B (zh) | 2020-04-28 |
Family
ID=59718034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710147011.6A Active CN107121336B (zh) | 2017-03-13 | 2017-03-13 | 砂质泥岩单轴抗压强度曲线的建立方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107121336B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108470100A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-08-31 | 四川大学 | 一种定量描述堆石料摩擦角的方差随围压变化规律的方法 |
CN108507898A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-09-07 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种利用原料的饱和吸油率测定铵油炸药组分比例的方法 |
CN110068502A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-07-30 | 西南石油大学 | 砾岩强度确定方法及装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62289761A (ja) * | 1986-06-09 | 1987-12-16 | Mizushigen Kaihatsu Kodan | 粒状材料の締固め判定方法及び含水比/乾燥密度測定装置 |
JPH02196960A (ja) * | 1989-01-25 | 1990-08-03 | Koden Electron Co Ltd | 土の締固め測定装置 |
CN102019645A (zh) * | 2010-09-20 | 2011-04-20 | 天津市市政工程研究院 | 一种基于振动成型的水泥稳定碎石配合比设计方法 |
CN104965063A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-10-07 | 河海大学 | 一种基于时域反射的早龄期混凝土养护质量检测方法 |
CN105137050A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-12-09 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种提高路基填料改良试验效率的方法 |
-
2017
- 2017-03-13 CN CN201710147011.6A patent/CN107121336B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62289761A (ja) * | 1986-06-09 | 1987-12-16 | Mizushigen Kaihatsu Kodan | 粒状材料の締固め判定方法及び含水比/乾燥密度測定装置 |
JPH02196960A (ja) * | 1989-01-25 | 1990-08-03 | Koden Electron Co Ltd | 土の締固め測定装置 |
CN102019645A (zh) * | 2010-09-20 | 2011-04-20 | 天津市市政工程研究院 | 一种基于振动成型的水泥稳定碎石配合比设计方法 |
CN104965063A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-10-07 | 河海大学 | 一种基于时域反射的早龄期混凝土养护质量检测方法 |
CN105137050A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-12-09 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种提高路基填料改良试验效率的方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
周伟红 等: "多因素耦合条件下重塑黄土的强度恢复特性研究", 《科学技术与工程》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108470100A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-08-31 | 四川大学 | 一种定量描述堆石料摩擦角的方差随围压变化规律的方法 |
CN108507898A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-09-07 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种利用原料的饱和吸油率测定铵油炸药组分比例的方法 |
CN110068502A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-07-30 | 西南石油大学 | 砾岩强度确定方法及装置 |
CN110068502B (zh) * | 2019-05-29 | 2021-08-10 | 西南石油大学 | 砾岩强度确定方法及装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107121336B (zh) | 2020-04-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Monroy et al. | Evolution of microstructure in compacted London Clay during wetting and loading | |
Burton et al. | Microstructural changes of an undisturbed, reconstituted and compacted high plasticity clay subjected to wetting and drying | |
Md et al. | Effect of drying-wetting cycles on saturated shear strength of undisturbed residual soils | |
Tarantino et al. | Making unsaturated soil mechanics accessible for engineers: Preliminary hydraulic–mechanical characterisation & stability assessment | |
Wang et al. | Cyclic and post-cyclic shear behavior of low-plasticity silt with varying clay content | |
Chen et al. | Pore-scale model for estimating the bimodal soil–water characteristic curve and hydraulic conductivity of compacted soils with different initial densities | |
Hong et al. | Stress-dilatancy behaviour of bubbled fine-grained sediments | |
CN107121336A (zh) | 砂质泥岩单轴抗压强度曲线的建立方法 | |
Yang et al. | Analysis of slope stability in unsaturated expansive soil: a case study | |
CN110208487A (zh) | 一种基于ct扫描的页岩水化损伤测试方法 | |
Al-Obaidi et al. | Variation of suction during wetting of unsaturated collapsible gypseous soils | |
Li et al. | Unsaturated expansive soil fissure characteristics combined with engineering behaviors | |
Stanier et al. | An approach for predicting the stability of vertical cuts in cohesionless soils above the water table | |
Ng et al. | Prediction of consolidation characteristics from index properties | |
Ural et al. | Behavior of nonplastic silty soils under cyclic loading | |
Zhang et al. | Influences of drying and wetting cycles and compaction degree on strength of Yudong silt for subgrade and its prediction | |
Kayadelen et al. | Critical-state parameters of an unsaturated residual clayey soil from Turkey | |
Abbaszadeh | The effect of cracks on unsaturated flow and volume change properties of expansive clays and impacts on foundation performance | |
Mirjafari et al. | Determination of shear strength parameters using Screw Driving Sounding (SDS) | |
Haque et al. | Pile set-up for individual soil layers along instrumented test piles in clayey soil | |
Putra et al. | Analysis of unsaturated soil parameters as slope stability mitigation | |
Brink et al. | Soil collapse from an effective stress perspective | |
Zhang et al. | Study on consolidation behaviors of peaty soils using a viscoelastic rheological-consolidation model in Kunming, China | |
Ventini et al. | Soil water retention curves of a silty clayey sand compacted at different dry density | |
Meijer et al. | Comparison of new in situ root-reinforcement measuring devices to existing techniques |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |