论无粘性砂卵石与堆石的力学性质-司洪洋

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1、。。.Vo二2No6第12卷毕6期岩土工程学报lANTUGONGCHENGUXEBAONov。,19901990年11月论无粘性砂卵石与堆石的力学性质司洪洋(南京水利科学研究院上工所)要,一。无粘绳生砂卵石与堆石j泛用于土石坝与面板堆石坝的走没本文根据我院十余年来大跪_,、、,二;程灼大二轴试验结果就抗剪强度应力应变剪旅性等性质问题进行了讨论展现了这些。,材科性质的某些规律砂卵石的抗剪强度与堆石相近甚至更好剪胀性对强度与泊松卜匕有明显影响。术文还讨论,一。了邓肯模型的试验结果归纳了该模型参数的些变化性质一、前言,。在岩上工程领域砂卵石与堆石

2、等粗颖粒材料性质的试验研究开展较迟至50一60年,、、,..o,..ac代在美日墨西哥等国才有大的发展且以美国WGHl比NDMaril和墨西哥R.J.ar。。,Msal等人的工作较有成效我国这方面的工作始于50年代而发展于70年代之后目前,、、、、。,粗颗粒土性质的研究包括强度变形应力应变渗流压实等项目不过仍以强度性,,。质研究居多压缩变形应力应变性质等研究较少、、、。粗颗粒土泛指冲洪积砂卵石采挖堆石冰硷土砾质土以至各种软岩风化料本文所,o.。指无粘性砂卵石与堆石限于含泥量(

3、有白由排水的特点高相对变形小广泛用于高土石坝的坝壳棱体与面板堆。、。石坝的堆石坝体道路路堤港湾防波堤等工程中也广泛应用此种材料,。、早在1959年笔者曾进行了粘性砂卵石的试验研究1076年我院建置大三轴仪大压缩仪之,,后结合工程主要进行了无粘性砂卵石与堆石坝料的试验研究迄今己完成30余项工程的试。,,、。验通过这些试验并结合国外某些资料笔者归纳分析了此类材料性质的一般规律包、、。、,括抗剪强度性质应力应变性质与剪胀性质等为便于对比分析并鉴于三轴试验结果、,。比较稳定可靠本文讨论限干大三轴排水剪的试验结果、二基础资料(一)试验材料1.砂卵石:

4、到稿日期1989年1月9日第6期司:洪洋论无粘性砂卵石与堆石的力学性质、、。,.取自小浪底石头河密云等工程砂卵石为冲洪积物小于。lmm颗粒含量为。一,。,。,10%大于smm颗粒含量为4。一80%较大颗粒一般比较坚硬浑圆度较好其母岩类型、、。..“。有流纹岩花岗岩石灰岩等试样千密度在172一2439c/m之间2。堆石、、。、、。取自小浪底鲁布革西北口等工程包括采石场石料轧制碎石工程开挖石碴堆,、、。..石的岩石分类有石灰岩玄武岩砂岩等试样干密度为156一2149c/mao(二)仪器条件,。omm,0.52.SMPa。试验仪器为大三轴仪试样直

5、径必20一30试验最大围压力为一三、抗剪强度性质,。无粘性砂卵石与堆石的抗剪强度决定于颗粒之间克服咬合作相对位移时的摩擦阻力,、、、,此阻力的大小除受材料本身性质如颗粒大小形态级配密度等因素影响以外应力水,。,,平的影响也很大尤其对于堆石更是如此为此我们分别研究了通常压力条件或不计应甲`,d,力水平影响的有效内摩擦角随干密度的变化规律和高应力条件下的抗剪强度性质变化。规律d(一)甲儿丫关系的变化规律,d,。,是影响抗剪强度的重要因素之一也是评价工程质量的重要指标在工程设计中对,沪`。`,,甲`于抗剪强度指标通常只考虑值而不计值且按惯常做法取

6、摩尔强度包线为直线为。,d`“’。,,常数基于这一条件我们研究了,值的大小对于甲值的影响19841986两年我们先,,。后整理分析了砂卵石试验结果82组堆石试验结果73组其中包括国外与国内的试验资料`一J,。。由此我们得到了甲,关系图如图1图中数据作了归一化处理实线表示砂卵石的扩值数3OLse一`-~`-一`一一`-`.....121匕171,2之d,gc“/m’一图1砂卵石与堆石的甲如关系图岩土_工一程宇寸巨宁990牛,,。据范围虚线表示堆石的数据范围两个菱形阴影区(部份重叠)分别为两者的数据密集区“,““。砂卵石的诃密集值为38一440

7、堆石为36一44,、、、,一以上表明不拘材料的类型级配母岩性质以至试验技术的差异两种材料的材粉,。关系在总体上表现出如下规律.甲`汪。,1值沿着一条较宽的弯曲条带随,增大而增大增大的趋势明确无疑但二者相关,。,、i,,性较差堆石更甚这说明不同性质试验条件沟二种材料由于影响因素的交错其柯d,。,j·“,。`与,的对应值有可能相同甚或大小颠倒例如坚质的石头河砂卵石,为2。69c/m=。,=.9“多,.c3,。`二,=43“。训40较软质颗粒的黑孜砂卵石知为2肠g/m。扩这种软硬,,、。,,材料的颠倒情况原因可能是多方面的如材料级配试样结构等这说

8、明对于重要工程’,。不可以简单地按类比法选取设计用甲值而应通过必要的试验2.甲`。,。值有一密集区砂卵石的密集值略高于堆石说明砂卵石的抗剪强度性质优良但,,。在低密度情况下如图1