剪切作用下土石混合料的颗粒破碎演化规律

• 作者: 涂义亮 李军 柴贺军 刘新荣
• 来源期刊: 铁道工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 土石混合料 颗粒破碎 含石量 直剪试验 声发射
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 工程地质与路基|Engineering Survey and Design
• 页码范围: 19-25,45
• 页数: 8页
• 分类号: TU43
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1006-2106.2022.03.004

摘要

研究目的:铁路、机场、公路等路基填方中的土石混合料在一定应力条件下会发生颗粒破碎,从而造成相应的填方工程产生变形和稳定性问题.已有研究大多关注剪切破坏后的颗粒破碎特征,而对剪切过程中的颗粒破碎演化规律研究较少.针对该问题,本文采用配备声发射采集系统的大型直剪试验机分别对6种含石量和3种块石强度的土石混合料开展6种法向压力下的剪切试验研究.研究结论:(1)剪切完成后的AE总计数与颗粒相对破碎率呈线性增长关系,证明声发射技术在土石混合料颗粒破碎演化规律的研究中是可行的;(2)土石混合料在剪切过程中的颗粒破碎先后经历无破碎阶段、初始破碎阶段、破碎增长阶段、破碎稳定阶段、残余破碎阶段5个典型演化阶段,相应的应力应变状态分别进入弹性阶段、弹塑性过渡阶段、弹塑性阶段、峰值强度阶段和塑性破坏阶段;(3)当法向压力增大、或含石量升高、或块石强度降低时,无破碎阶段和残余破碎阶段持续时间越短,初始破碎阶段、破碎增长阶段、破碎稳定阶段总持续时间越长;(4)土石混合料和岩体在剪切过程中的声发射特征差别显著,根本原因是物质组成的连续性不同;(5)本研究结果可为土石混合料颗粒破碎问题的研究提供新思路.