钙质砂颗粒形状及破碎特性试验研究

作者：王瑞; 郭聚坤^*; 尹斌; 雷胜友; 魏道凯

来源：海洋工程, 2022, 40(05): 158-166.

DOI：10.16483/j.issn.1005-9865.2022.05.017

• 钙质砂
• 颗粒形状
• 破碎特性
• 单颗粒强度
• 分形维数
• 破碎能量
• 深海资源
• 南海

单颗粒强度及形状是影响钙质砂强度、变形和破碎的重要因素。以0.5～1.0 mm和1.0～2.0 mm粒径范围的钙质砂颗粒为研究对象，开展了颗粒形状及尺寸分类统计和单颗粒破碎试验，研究了力—位移关系、单颗粒强度—平均粒径关系和单颗粒破碎能量。结果表明：块状颗粒是钙质砂的主要形状颗粒，粒径较大颗粒的形状不规则程度较高。块状颗粒的破碎过程根据力—位移关系曲线中第一次颗粒破碎力、颗粒破碎峰值力和颗粒完全破碎力出现位置的不同分成5种情况，以颗粒发生多次破碎为特征的情况Ⅰ和情况Ⅱ出现次数最多，其余情况仅在0.5～1.0 mm粒径范围的颗粒中出现。单颗粒强度随平均粒径的增大而减小，1.0～2.0 mm和0.5～1.0 mm粒径范围的单颗粒强度分形维数分别为2.95和1.53,粒径较大的钙质砂颗粒更容易破碎。提出了钙质砂单颗粒破碎能量的简化计算公式，1.0～2.0 mm粒径范围的单颗粒破碎能量较0.5～1.0 mm的更大。

• 单位
  长安大学; 公路学院; 山东交通职业学院