颗粒破碎在直剪试验中的研究.pdf

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1、第14卷第21期2014年7月科学技术与工程Vo1．14No．21Ju1．20141671—1815(2014)21—0285—04ScienceTechnologyandEngineering⑥2014Sci．Tech．Engrg．建筑技术颗粒破碎在直剪试验中的研究程婷胡振兴(重庆交通大学，重庆400074)摘要通过引入颗粒破碎指标B，设计8组室内土体直剪试验，研究直剪过程中颗粒的破碎随试样饱和度以及干密度的变化情况。对试验数据进行分析处理，得出以下结论：①直剪过程中土颗粒总是大颗粒减小细颗粒增加；②随着饱和度增大，颗粒破碎指标逐渐

2、减小，并趋于稳定；③随着试样干密度增大，颗粒破碎指标逐渐增大。关键词直剪试验破碎饱和度干密度中图法分类号TU441．31；文献标志码A土颗粒在自然状态下，颗粒问往往为点接触。样过程中击实同样会导致颗粒破碎，故而每组试样在外力作用下，例如压实、剪切等外力作用下，即便制样2分，一份用于直剪，另一份制样完成后直接烘所施加的外力不是很大，颗粒就会发生破碎。颗粒干筛分，将直剪试验颗粒破碎量减去制样颗粒破碎破碎在2O世纪初便引起学者注意，Marsa1．R．J⋯通量，从而尽量减少其他导致颗粒破碎外因。过颗粒粒径、形状系数、颗粒密度、接触点等，推到颗

3、1．2试验方案(干密度一含水率一直剪试验)粒接触点、接触点力、破碎应力等表达式；郭庆表1试验方案Table1Testscheme国，通过高压三轴仪研究颗粒剪碎性与粗粒土均根据泥岩遇水匀程度、风化程度以及颗粒形状直剪的关系；郭熙灵崩解的特点，设计等通过三轴试验和平面应变试验，发现剪胀性与试验考虑饱和度对颗粒破碎率、试验方式以及颗粒形状等有关，分析颗直剪过程中颗粒破粒破碎与剪胀性及抗剪强度的变化规律；胡万雨碎的影响，设计试等通过大型直剪试验，研究高法向应力条件下粗样饱和度为23．14％、46．27％、粒土的颗粒破碎规律，同时得出破碎率随法

4、向应力、颗粒粒径以及颗粒级配的变化关系，此外还有大量69．41％、98．33％；同时考虑试样干密学者就颗粒破碎做了大量工作'。颗粒破碎是度对直剪过程中颗土体的重要特性，颗粒破碎会导致土体粒径级配的粒破碎的影响，设改变，从而导致土体力学特性的改变。本文以重庆地区分布较为广泛的泥岩为研究对象，对直剪试验计试样干密度分别为1．75g／cm、1．80cm、1．85过程中泥岩颗粒破碎现象、规律进行分析总结，探讨#cm、1．90cm。泥岩试验材料比重2．72，所有试试样含水率、干密度等因素的影响。样级配均保持不变，级配曲线见下图1，其中d。=0．

5、097，d30=0．26，d6o=0．68，不均匀系数7．01，曲率1直剪试验系数1．02，试样级配良好，具体试验方案设计见1．1试验仪器表1。试验仪器为岩土实验室常用的应变控制式土壤2试验结果分析直剪仪，其试样为圆柱体，直径6．12cm，高度2cm。由于试验主要研究直剪过程中颗粒破碎情况，统一2．1颗粒破碎量化指标施加法向应力300kPa；由于泥岩遇水崩解以及在制选取合适的颗粒破碎指标是定量分析颗粒破碎的关键，目前已有的颗粒破碎量化指标很多，2014年1月7Et收到Hardin_】通过定义相对破碎率B，即等于试验前后第一作者简介：程

6、婷，女。硕士。研究方向：海口、海岸及近海工级配曲线问面积B除以初始破碎势曰。，反映试验前程。E—mail：cforever@163．COB。后各粒径的变化量；Marsalllj通过定义试验前后颗286科学技术与工程14卷2．3破碎指标与饱和度之间的关系选取试验编号1、2、3、4试验结果进行分析，研究在同一级配和试样干密度条件下，破碎指标B随试样饱和度的变化情况。以颗粒粒径d为横坐标，誉Ⅲ础试验前后各粒组含量差值为纵坐标，作图2。以试样饱和度为横坐标，颗粒破碎指标曰为纵坐标，岛-H作图3。÷透如粒径／mm鼎图1试样级配曲线Fig．1Pa

7、rticlesizedistribution粒各粒组含量之差的正值之和曰研究颗粒破碎程度，即：颗粒粒径m／n蜒枯崔Bg=∑l△l；AWK=一I(f。图2直剪过程中破碎情况式中：为试验前级配曲线上某级粒组的含量；Fig．2Particlebreakageduringthesheartest为试验后级配曲线上相同粒组的含量。2．2颗粒破碎量化分析本文选取破碎指标，研究直剪过程中泥岩颗粒破碎情况。根据破碎指标B定义，得出各试验组破碎指标，具体见表2。表2试样破碎率Table2Thebreakageratesofeachsample图3破碎指

8、标曰随饱和度S的变化曲线Fig．3RelationbetweenBgandS由图2可知，试验组1—4颗粒在直剪后均表现根据定义，试验前后级配曲线上各粒组含量差为大颗粒减少，细颗粒增加。土体受剪过程中，由于值为正，表明该粒