含水率对土石混合体力学特性影响的试验研究.pdf

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1、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学报１００４－９６６５／２０１５／２３（１）００２１０９ＤＯＩ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０１５．０１．００４含水率对土石混合体力学特性影响的试验研究①②①②①②薛亚东岳磊李硕标（①同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海２０００９２）（②同济大学地下建筑与工程系上海２０００９２）摘要土石混合体的变形和剪切强度参数主要受含石率、块石形状、土体性质和水等因素的影响，现阶段的研究主要集中在前３方面因素，少有考虑水对其力学性能的影响。本文通过采用卵石、粉

2、质黏土和水的不同比例制备混合体重塑试样，开展室内大型直剪试验。研究结果表明：随着模型剪切位移增加，土石混合体应力－切向位移关系曲线表现出３个阶段：线性变形阶段、初始屈服阶段、硬化阶段。含石率和含水率共同作用影响土石混合体材料力学性质。其中土石混合体的抗剪强度随含水率的增加经历了缓慢减小－快速减小－缓慢减小３个过程；当含石率相同时，内摩擦角随着含水率的增加，经历了两个阶段的下降过程：低含水率的缓慢下降和高含水率的快速下降。关键词土石混合体含石率含水率抗剪强度中图分类号：ＴＵ４７文献标识码：ＡＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬＳＴＵＤＹＯＮＭＥＣ

3、ＨＡＮＩＣＡＬＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳＯＦＳＯＩＬＲＯＣＫＭＩＸＴＵＲＥＣＯＮＴＡＩＮＩＮＧＷＡＴＥＲ①②①②①②ＸＵＥＹａｄｏｎｇＹＵＥＬｅｉＬＩＳｈｕｏｂｉａｏ（①ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌａｎｄＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎＭｉｎｉｓｔｒｙ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２）（②ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｉｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｄ

4、ｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｓｏｉｌｒｏｃｋｍｉｘｔｕｒｅｓａｒｅｍａｉｎｌｙａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｓｔｏｎｅｃｏｎｔｅｎｔ，ｓｔｏｎｅｓｈａｐｅ，ｎａｔｕｒｅｏｆｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒ．Ｎｏｗａｄａｙｓ，ｔｈｅｓｔｕｄｙｍａｉｎｌｙｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｈｅｔｈｒｅｅｆｏｒｍｅｒａｓｐｅｃｔｓ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｗａｔｅｒｏｎｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｓｒａｒｅｌｙｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｕｓｅｓｔｈｅｐｅｂｂｌｅｓ，ｓｉｌｔｙｃｌａｙａｎｄ

5、ｗａｔｅｒｔｏｍａｋｅｓｏｉｌｒｏｃｋｍｉｘｔｕｒｅｓａｍｐｌｅｓａｎｄｃａｒｒｙｓｏｕｔｌａｒｇｅｓｃａｌｅｄｉｒｅｃｔｓｈｅａｒｔｅｓｔｓ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔａｓｔｈｅｓｈｅａｒｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｍｏｄｅｌｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅｓｈｅａｒｓｔｒｅｓｓｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｕｒｖｅｏｆｓｏｉｌｒｏｃｋｍｉｘｔｕｒｅｓｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｓｔａｇｅｓ：ｌｉｎｅａｒｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｔａｇｅ，ｉｎｉｔｉａｌｙｉｅｌｄｉｎｇｓｔａｇｅａｎｄｈａｒｄｅｎｉｎｇ

6、ｓｔａｇｅ．Ｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆｒａｔｉｏｏｆｗａｔｅｒａｎｄｒａｔｉｏｏｆｐｅｂｂｌｅｓａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｏｉｌｒｏｃｋｍｉｘｔｕｒｅｓ．Ｏｖｅｒａｌｌ，ｔｈｅｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｍｉｘｔｕｒｅｓｄｅｃｒｅａｓｅｓａｓｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ｔｈｅｔｒｅｎｄｏｆｄｅｃｒｅａｓｅｉｓｓｌｏｗａｔｆｉｒｓｔ，ａｎｄｔｈｅｎｂｅｃｏｍｅｓｒａｐｉｄ，ａｎｄｓｌｏｗｄｏｗｎａｇａｉｎ．Ｆｏｒｔｈｅｓａｍｅｒｏｃｋｃｏｎｔｅｎｔ，ｔｈｅｉｎｔｅｒｎａ

7、ｌｆｒｉｃｔｉｏｎａｌａｎｇｌｅｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓｔｗｏｓｔａｇｅｓｏｆｄｅｃｌｉｎｅｐｒｏｃｅｓｓａｓｔｈｅｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｉｔｄｅｃｒｅａｓｅｓｓｌｏｗｌｙｗｈｅｎｔｈｅｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｉｓｌｏｗ．Ｔｈｅｎｉｔｄｅｃｒｅａｓｅｒａｐｉｄｌｙｗｈｅｎｔｈｅｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｉｓｈｉｇｈ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＳｏｉｌｒｏｃｋｍｉｘｔｕｒｅ，Ｒｏｃｋｃｏｎｔｅｎｔ，Ｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，Ｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈ收稿日期：２０１４－１０－２７；收到修改稿日期：２０１４－

8、１２－２５．基金项目：国家自然科学基金项目（Ｎｏ．４０７７２１７９，Ｎｏ．４１０７２２０６），贵州省交通厅科技项目（２０１０１２２０１０３１）资助．第一作者简介：薛亚东（１９７１－），男，博士，副教授，主要从事复杂岩土体本构与