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摘要
南海岛礁岩土工程建设是我国未来南海战略实施的重要支撑,钙质砂作为我国南海岛礁工程建设主要的基础填料和建筑材料,由于特殊的材料来源和形成过程,使其具有多孔性及易破碎性等特点.为揭示钙质砂单颗粒破碎-强度-尺寸效应,对取自南海某岛礁的钙质砂进行不同颗粒粒径的单颗粒破碎试验,并与相同条件下的石英砂单颗粒破碎试验结果进行对比.根据单颗粒破碎试验所得的力-位移关系曲线,分析了钙质砂和石英砂单颗粒破碎模式;利用Weibull分布函数,对钙质砂和石英砂的颗粒破碎强度进行了统计分析;基于尺寸效应,分析了单颗粒破碎强度随颗粒尺寸的变化规律.研究结果表明,钙质砂和石英砂单颗粒破碎模式均可分为三种模式,分别是单峰值点、双峰值点以及多峰值点模式;钙质砂与石英砂单颗粒峰值力随颗粒粒径的增大而增大,破碎强度随颗粒粒径的增大而减小,钙质砂和石英砂单颗粒破碎强度均存在明显的尺寸效应;钙质砂与石英砂单颗粒的破碎能量随颗粒粒径的增大而增大,当颗粒粒径相同时,石英砂单颗粒破碎强度和破碎能量均大于钙质砂单颗粒;Weibull分布函数可用于统计钙质砂和石英砂单颗粒破碎强度,钙质砂和石英砂的Weibull模量分别为2.2和2.97,且可通过Weibull模量获得更大颗粒粒径的破碎强度.研究成果可为揭示钙质砂破碎特性及钙质砂场地工程建设稳定性分析提供理论依据.
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