松散堆积体大型直剪试验及强度取值方法研究

作者：江强强; 徐杨青^*; 王浩; 杨龙伟

来源：煤炭科学技术, 2023, 1-10.

DOI：10.13199/j.cnki.cst.2022-1792

• 堆积体
• 直剪试验
• 抗剪强度
• 破坏特征
• 应力比

为掌握堆积体力学强度特性及含水量对其影响规律，以三峡地区某典型滑坡松散堆积体作为研究对象，对不同含水量条件下堆积体开展室内大型直剪试验，分析堆积体剪切过程中的应力-应变、颗粒破碎、体积应变、剪切面破坏等宏观力学特征，并提出适用于堆积体抗剪强度的取值方法。研究结果表明：（1）不同含水量下堆积体均呈明显的应变硬化特征，剪应力-位移曲线无显著的峰值，但存在一定程度的应力“跳跃”现象；（2）堆积体剪切过程产生了较为明显的颗粒破碎现象，表现为颗粒相对破碎率随含水量降低或法向应力增大而增大；（3）剪切破坏面形态并非理想的平面，随含水量增加，剪切面由“上凸下凹”不规则状逐渐向空间上与剪切缝成一定夹角的平直破坏面转变；（4）结合剪切过程中剪切面上法向应力、剪切应力和应力比特征分析，提出了基于应力比的堆积体抗剪强度取值方法，并验证了该方法的有效性，该方法不仅操作简便、人为干扰小，且更能反映土石混合堆积体的剪切破坏实质；（5）水对堆积体具有明显的软化作用，随含水量增加，表观粘聚力c和内摩擦角φ近似线性降低，且表观粘聚力的劣化效应大于内摩擦角。研究成果可为西南山区堆积体剪切力学特性与强度取值确定提供参考依据。

• 单位
  中国科学院武汉岩土力学研究所; 中煤科工集团武汉设计研究院有限公司