抗拉强度测试方法对比研究

抗拉强度测试方法对比研究

抗拉强度为材料抵抗受拉破坏的最大能力,在工程实践中具有重要意义。崩塌、滑坡、地裂缝等地质灾害的孕育与发展过程都与岩土体拉伸特性密切相关。抗拉强度测试方法分为直接测试法和间接测试法两大类。直接测试法包括单轴拉伸法和三轴拉伸法,间接测试法有径向压裂法(巴西劈裂法)、轴向压裂法(双面冲压法)、土梁弯曲法。

前人的研究多集中在单轴拉伸法、巴西劈裂法及轴向压裂法,不同试验方法测得的抗拉强度差异较大。本文以山西榆次地区马兰黄土以及由石膏与标准砂制成的石膏试样为研究对象,采用新型径向压裂法、新型环状拉伸法、单轴拉伸法、巴西劈裂法和土梁弯曲法开展抗拉强度测试,分析评价了五种方法的优缺点,主

要研究成果如下:(1)对于原状试样,径向压裂试验结果的稳定性最好;对于重塑

试样,巴西劈裂试验结果的稳定性最优;对于石膏试样,土梁弯曲试验结果最稳定。

(2)抗拉强度测试值受试验方法影响显著,相同试样抗拉强度测试值由高到低依

次为土梁弯曲强度、单轴拉伸强度、巴西劈裂强度、径向压裂强度、环状拉伸强度。(3)径向压裂法和巴西劈裂法所需样品为易制备的圆柱状试样,单轴拉伸法、环状拉伸法试验样品需在圆柱状试样基础上进一步加工;土梁弯曲法所需样品为长方体试样。

(4)单轴拉伸法、巴西劈裂法与土梁弯曲法试验荷载一般由万能试验机提供,需额外零部件;试验过程操作复杂繁琐,效率低,受人为影响大。径向压裂法与环状拉伸法试验装置轻便简洁、便于搬运,无额外零部件,简化试验操作的同时提高了试验效率。(5)基于不同试验方法,原状黄土的抗拉强度、最大位移与拉伸模量均大于重塑黄土,且试验结果的离散性明显高于重塑黄土。