粒状岩土材料颗粒破碎演化规律的模型预测研究

摘要：

荷载作用下粒状岩土材料的颗粒破碎改变了粒径分布,从而影响其力学特性.为了揭示应力水平对颗粒破碎的影响规律,利用一系列高压应力下的侧限压缩试验研究钙质砂和石英砂的压缩变形、应力-应变关系、粒径分布的演化和颗粒破碎特性.在此基础上,建立描述粒状岩土材料的应力水平与孔隙比、体应变、相对破碎率等相关关系的数学模型.研究结果显示:无论是钙质砂还是石英砂,随着应力水平的增加,一旦颗粒破碎增长致使砂粒趋向分形分布,体应变与相对破碎率的比值将保持恒定.恒定比值意味着基于体应变就可估算相对破碎率,其数值为石英砂大于钙质砂.如果颗粒分布发展至分形分布,其孔隙比、体应变、相对破碎率的增量随应力水平的变化规律,可以用形式统一的数学模型表达.基于试验获得的模型参数,该模型可用于预测颗粒在分形分布阶段的相对破碎率.

关键词：土力学、钙质砂、石英砂、颗粒破碎、模型预测、侧限压缩

所属期刊栏目：35

分类号：TU411(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目41272334;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目2014-yb-019,2012-IV-075;Supported by the National Natural Science Foundation of ChinaGrant No.41272334 and Fundamental Research Funds for the Central UniversitiesGrant Nos.2014-yb-019 and 2012-IV-075

在线出版日期：2016-10-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1898-1905