颗粒破碎对钙质砂的应力-应变及强度影响研究

• 作者: 冯铮 孟庆山 王志兵 陈火东 魏厚振
• 来源期刊: 工程地质学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 钙质砂 三轴试验 颗粒破碎 强度
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 所属期刊栏目: 岩土体工程地质
• 页码范围: 1490-1498
• 页数: 9页
• 分类号: P642.3
• 字数: 6467字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13544/j.cnki.jeg.2017-519

摘要

压力作用下颗粒发生破碎是引起砂土力学特性变化的重要因素之一,对于钙质砂这种易破碎的材料更是如此.为进一步弄清颗粒破碎对钙质砂的应力-应变强度影响,本文对钙质砂进行三轴固结排水剪切试验得到应力-应变曲线,并筛分得到三轴试验前后钙质砂颗分曲线.通过引入Hardin定义的颗粒相对破碎率Br,分析了相对密度、围压与颗粒破碎的关系及颗粒破碎对钙质砂应力-应变和抗剪强度的影响.结果表明:随围压的增大颗粒破碎增量逐渐减小,直到破碎达到一个上限值,此时围压和相对密度对颗粒破碎影响很小;颗粒间的滑动标志着应力达到极限状态,而颗粒破碎会阻碍应力达到极限状态,在本实验中,低围压时颗粒破碎少,颗粒相对运动形式为滑移,使应力-应变曲线为软化型,高围压下颗粒破碎严重,颗粒破碎在剪切过程中始终发生,使应力-应变曲线呈应变硬化型;颗粒破碎使体变从剪胀逐渐发展到剪缩,且破碎越严重剪缩越严重;在低围压下钙质砂强度主要由剪胀和咬合提供,高围压下颗粒破碎严重,剪胀消失,咬合减小,使峰值摩擦角减小,抗剪强度降低.