堆石料变形与强度特性的大型三轴试验研究

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1、第22卷第7期岩石力学与工程学报22(7)：1104～11112003年7月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJuly，2003堆石料变形与强度特性的大型三轴试验研究1，2223刘萌成高玉峰刘汉龙陈远洪12(东南大学交通学院南京210096)(河海大学岩土工程研究所南京210098)3(铁道部第四勘察设计院武汉430063)摘要在两种堆石料饱和试样大三轴试验成果的基础上，对其变形与强度特性变化规律进行了总结。给出了其应力-应变关系、侧向应变与轴向应变关系的指数关系表达式，以及抗剪强度包络线在q-p面上的幂函数表达式

2、；探讨了试验现象的内在机理；分析了剪胀、破碎与颗粒重排的相互关系；提出了弹性剪胀和塑性剪胀相互转化的观点。关键词岩石力学，堆石料，大型三轴试验，变形与强度特性，内在机理，弹性剪胀+分类号TV423，TD313文献标识码A文章编号1000-6915(2003)07-1104-08LARGE-SCALETRIAXIALTESTSTUDYONDEFORMATIONANDSTRENGTHCHARACTERISTICSOFROCKFILLMATERIALS1，2223LiuMengcheng，GaoYufeng，LiuHanlong，ChenYuanhong1(Transpo

3、rtationCollege，SoutheastUniversity，Nanjing210096China)2(InstituteofGeotechnicalEngineering，HohaiUniversity，Nanjing210098China)3(FourthSurveyandDesignInstituteofRailwayMinistry，Wuhan430063China)AbstractThetestresultsoftworockfillsamplesareobtainedwithlarge-scaletestingequipment.Basedont

4、heseresults，someusefulconclusionsaredrawnfromtheanalysisofdeformationineachdirectionandshearstrengthpropertiesoftherockfills.Thus，theexponentformulationsoftherelationshipbetweendeviatorstressandaxialstrainorlateralstrainandaxialstrainareproposed，respectively.Besides，thefailureenvelopes

5、ofrockfillsinthecoordinateplaneofoctahedralshearstressandoctahedralnormalstressalsocanbedescribedbytheexponentformulation.Atthesametime，theinherentmechanismofexperimentalphenomenaisdiscussed.Therelationsamongdilation，particlebreakageandrearrangementareanalysed，andtheconceptofreciprocal

6、transformationofelasticdilatancyandplasticdilatancyisputforward.Keywordsrockmechanics，rockfill，large-scaletriaxialtest，characteristicsofdeformationandstrength，inherentmechanism，elasticdilatancy强度高和变形小的基本性质，如今已被广泛用于大1引言坝工程、建筑物地基和海港护岸工程等基础设施建设中，为保持建筑物的结构稳定发挥重要的作用。堆石料通常是指山体开采所得岩块经一定程度堆石料工

7、程性质研究的历史较为悠久，尤其自20粉碎而得到的岩石碎块类集合体。由于堆石料具有世纪60年代以来，墨西哥、美国和日本应用大型三2001年11月26日收到初稿，2002年1月22日收到修改稿。作者刘萌成简介：男，1972年生，1996年毕业于华东地质学院地球科学系水文地质与工程地质专业，现为东南大学交通学院道路与铁路工程研究所博士研究生，主要从事土体工程性质方面的研究工作。第22卷第7期刘萌成等.堆石料变形与强度特性的大型三轴试验研究•1105•轴压缩仪对其强度与变形性质进行了较大规模、较[1]为系统的试验研究。我国学者在常规三轴试验研[2～4]究方面业已做了很多