漿砌石體強度試驗內容與方法

張 濤，蘇軍陽

(雙鴨山市水務局，黑龍江雙鴨山155100)

漿砌石廣泛應用于水利工程中，如重力式擋土墻、堤岸、壩體護坡以及壩體砌筑。不同工程部位結構及不同受力情況對砌石的石料、尺寸及膠凝材料有不同的要求，這些均需經過強度試驗得以正確評價，以求滿足工程設計要求。試驗項目一般包括砌體抗壓強度試驗、抗剪強度試驗和彎曲抗拉強度試驗。

1 砌體單軸抗壓強度試驗

1.1 試件尺寸、砌置及石料、砂漿試驗

1.1.1 試件尺寸及試件砌置

砌體 抗 壓 試 件 的 尺 寸，分 為 100 cm×100 cm、40 cm×40 cm×40 cm、20 cm×20 cm×40 cm共 3種，而以100 cm×100 cm的試件為為重點。石料主要為石灰巖，也有一部分花崗巖和石英砂巖。石塊的最大邊長不大于試件最小邊長的1/3，最小邊長不小于試件最小邊長的1/10。石塊的形狀，分為亂毛石、毛料石(上下面平行的基本六面體)和條石3種，條石要求六面體各面相互垂直，但由于加工和砌置的誤差，灰縫立面與垂直面不盡完全重合，偏差約5°～ 10°。試驗所用水泥及砂的標號品種不一，故水泥砂漿的強度，不以其配比及齡期控制，而以試件試驗時與其相同砂漿試塊(7.07 cm3)實測值的平均抗壓強度為準。

試件采用鋪漿法分層砌置，3層石塊組成的試件以豎砌為主，即以石塊的大面為立面，3層以上者以臥砌為主或臥、豎間砌。砌置時，先鋪砂漿厚2－3cm，然后鋪置用水潤濕的石塊，立縫寬1～2 cm，縫內充填砂漿并用砌刀或鐵片搗實。鋪置時力求同層高度一致，上下層立縫錯開。

1.1.2 石料及水泥砂漿試驗

試件所用石料及水泥砂漿，曾用小試件(5 cm×5 cm×5 cm)進行試驗，見表1及表2。表1，石料的強度和彈性模量各有兩行，上面為試驗的最小值與最大值，下面為平均值。

根據表2資料，可得如下近似關系:水泥砂漿的彈性模量值約為其抗壓強度值的1 000倍，即E2≈1 000 R2;水泥砂漿與石塊接觸面的抗切強度為其相應劈裂抗拉強度的1.8～2.5倍，平均2倍，即C≈2σt。

表1 水泥砌漿的彈性模量值

1.2 試驗布置及試驗內容

軸心受壓時漿砌石體的抗壓強度試驗，分別在野外和室內進行。100 cm×100 cm×100 cm的大試件在野外巖硐中進行， 石 料 為 石 灰 巖;40 cm×40 cm×40 cm 及20 cm×20 cm×40 cm的小試件均在室內進行，試件所用石料前者為花崗巖，后者有花崗巖和石英砂巖兩種。

1.2.1 試驗布置

100 cm×100 cm×100 cm的大試件，于巖硐內用2臺高壓電動油泵帶動4個并聯的320 t千斤頂加荷，試件的4個側立面各用量成10 mm以上的8個百分表測量變形，試驗布于事先設計好的安裝圖。

表2 水泥砂漿彈性模量試驗成果

2 砌體強度計算方法

各砌體單軸抗壓強度的計算公式列于表3。

表3 砌體強度計算公式

表中的σt、C、f分別為為塊與砂漿間的抗拉強度、抗切強度(黏著力)、摩擦系數;σT為石塊的抗拉強度;θ為立縫接觸面(破裂面)與垂直向的夾角。

從表3可知，在f值相同的條件年，由于f值相同的條件下，由于對于而增高，故條石砌的強度比毛料石、亂毛石砌的要高，反映了石塊形狀對強度的影響;由于隨f值的拉高而提高。

［1］ 湖南省水利電力局.韶山灌區第三分冊［M］.北京:水利電力出版社，1979.