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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。
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单位建筑工程学院; 岩土力学与工程国家重点实验室; 桂林理工大学; 广西岩土力学与工程重点实验室; 中国科学院武汉岩土力学研究所
