浆砌石体强度试验内容与方法

张 涛，苏军阳

(双鸭山市水务局，黑龙江双鸭山155100)

浆砌石广泛应用于水利工程中，如重力式挡土墙、堤岸、坝体护坡以及坝体砌筑。不同工程部位结构及不同受力情况对砌石的石料、尺寸及胶凝材料有不同的要求，这些均需经过强度试验得以正确评价，以求满足工程设计要求。试验项目一般包括砌体抗压强度试验、抗剪强度试验和弯曲抗拉强度试验。

1 砌体单轴抗压强度试验

1.1 试件尺寸、砌置及石料、砂浆试验

1.1.1 试件尺寸及试件砌置

砌体 抗 压 试 件 的 尺 寸，分 为 100 cm×100 cm、40 cm×40 cm×40 cm、20 cm×20 cm×40 cm共 3种，而以100 cm×100 cm的试件为为重点。石料主要为石灰岩，也有一部分花岗岩和石英砂岩。石块的最大边长不大于试件最小边长的1/3，最小边长不小于试件最小边长的1/10。石块的形状，分为乱毛石、毛料石(上下面平行的基本六面体)和条石3种，条石要求六面体各面相互垂直，但由于加工和砌置的误差，灰缝立面与垂直面不尽完全重合，偏差约5°～ 10°。试验所用水泥及砂的标号品种不一，故水泥砂浆的强度，不以其配比及龄期控制，而以试件试验时与其相同砂浆试块(7.07 cm3)实测值的平均抗压强度为准。

试件采用铺浆法分层砌置，3层石块组成的试件以竖砌为主，即以石块的大面为立面，3层以上者以卧砌为主或卧、竖间砌。砌置时，先铺砂浆厚2－3cm，然后铺置用水润湿的石块，立缝宽1～2 cm，缝内充填砂浆并用砌刀或铁片捣实。铺置时力求同层高度一致，上下层立缝错开。

1.1.2 石料及水泥砂浆试验

试件所用石料及水泥砂浆，曾用小试件(5 cm×5 cm×5 cm)进行试验，见表1及表2。表1，石料的强度和弹性模量各有两行，上面为试验的最小值与最大值，下面为平均值。

根据表2资料，可得如下近似关系:水泥砂浆的弹性模量值约为其抗压强度值的1 000倍，即E2≈1 000 R2;水泥砂浆与石块接触面的抗切强度为其相应劈裂抗拉强度的1.8～2.5倍，平均2倍，即C≈2σt。

表1 水泥砌浆的弹性模量值

1.2 试验布置及试验内容

轴心受压时浆砌石体的抗压强度试验，分别在野外和室内进行。100 cm×100 cm×100 cm的大试件在野外岩硐中进行， 石 料 为 石 灰 岩;40 cm×40 cm×40 cm 及20 cm×20 cm×40 cm的小试件均在室内进行，试件所用石料前者为花岗岩，后者有花岗岩和石英砂岩两种。

1.2.1 试验布置

100 cm×100 cm×100 cm的大试件，于岩硐内用2台高压电动油泵带动4个并联的320 t千斤顶加荷，试件的4个侧立面各用量成10 mm以上的8个百分表测量变形，试验布于事先设计好的安装图。

表2 水泥砂浆弹性模量试验成果

2 砌体强度计算方法

各砌体单轴抗压强度的计算公式列于表3。

表3 砌体强度计算公式

表中的σt、C、f分别为为块与砂浆间的抗拉强度、抗切强度(黏着力)、摩擦系数;σT为石块的抗拉强度;θ为立缝接触面(破裂面)与垂直向的夹角。

从表3可知，在f值相同的条件年，由于f值相同的条件下，由于对于而增高，故条石砌的强度比毛料石、乱毛石砌的要高，反映了石块形状对强度的影响;由于随f值的拉高而提高。

［1］ 湖南省水利电力局.韶山灌区第三分册［M］.北京:水利电力出版社，1979.