【摘要】：利用應(yīng)變控制式靜力三軸剪切儀,對具有不同膠結(jié)程度和含石量的土石混合體試樣進(jìn)行了固結(jié)不排水剪切試驗(yàn);通過對制備的土石混合體試樣的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系、孔隙水壓力變化、有效應(yīng)力路徑和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)等試驗(yàn)結(jié)果的對比分析,探討了不同膠結(jié)程度土石混合體試樣的差別及產(chǎn)生原因。試驗(yàn)結(jié)果表明:不同膠結(jié)程度土石混合體破壞方式可分為剪切帶破壞和鼓肚變形破壞兩種基本類型;膠結(jié)使得土石混合體應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系和孔隙水壓力變化與未膠結(jié)土石混合體差異明顯,膠結(jié)作用對土石混合體的剪脹和軟化特性影響顯著。在塊石軟硬程度、形狀及試樣密實(shí)度相近的條件下,不論是否膠結(jié)或膠結(jié)程度如何,土石混合體有效內(nèi)摩擦角φ’與無量綱粒度分布特征參數(shù)D50WBP/D60具有較好的線性相關(guān)性。試驗(yàn)結(jié)論為確定不同膠結(jié)程度土石混合體強(qiáng)度提供了參考。
【圖文】：

和冰水堆積物等堆積介質(zhì)，其物質(zhì)成分以土夾礫石或塊石以及礫石或塊石夾土為主，物質(zhì)結(jié)構(gòu)雜亂無章、分選性差、粒間結(jié)合力和透水性差別大。這類由細(xì)粒土和粗粒土混雜且缺乏中間粒徑的土稱為混合土［１］。Ｍｅｄｌｅｙ［２］、油新華［３］、徐文杰［４］等學(xué)者根據(jù)塊石在巖土體中的作用把混合土中塊石含量處在一定范圍，基質(zhì)、塊石強(qiáng)度具有一定差異的巖土體稱為“土石混合體”。ａ．殘坡積土石混合體；ｂ．崩坡積土石混合體；ｃ．沖洪積土石混合體；ｄ．冰水堆積土石混合體。圖１不同成因土石混合體Ｆｉｇ．１Ｓ－ＲＭｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｏｒｍａｔｉｏｎ圖１為不同地質(zhì)歷史時(shí)期形成的土石混合體。第四系全新世形成的殘坡積土石混合體（圖１ａ），由于是新近堆積，基質(zhì)膠結(jié)程度低，結(jié)構(gòu)松散，極易誘發(fā)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。而第四系中更新世形成的冰水堆積土石混合體（圖１ｄ），由于形成年代久遠(yuǎn)，在冰蝕作用、冰積作用、冰水侵蝕作用以及后期的沖蝕、沖積作用下，基質(zhì)膠結(jié)程度高，結(jié)構(gòu)致密，即使在邊坡近９０°的情況下，也具有極高的穩(wěn)定性。因此，基質(zhì)膠結(jié)程度的不同，土石混合體的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性是顯著不同的，基質(zhì)的作用不容忽視，基質(zhì)膠結(jié)對土石混合體細(xì)觀和宏觀力學(xué)性能的影響值得進(jìn)一步關(guān)注。雖然國內(nèi)外學(xué)者通過室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)對土石混合體的變形破壞特征及抗剪強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行了充分的研究［５－１１］，但以往的試驗(yàn)研究多是在基質(zhì)未膠１１６５第４期高瑋，等：基質(zhì)膠結(jié)對土石混合體強(qiáng)度變形特性影響

取試樣直徑。另外，郭慶國［１３］通過大量的試驗(yàn)研究表明：Ｄ／ｄｍａｘ＝４～６可基本消除試樣尺寸效應(yīng)（Ｄ為試樣直徑；ｄｍａｘ為最大的試驗(yàn)粒徑）。因此，本次試驗(yàn)將粒徑＜２ｍｍ的細(xì)粒作為基質(zhì)，將粒徑≥２ｍｍ的粗粒作為塊石，且最大粒徑不超過１０ｍｍ。其中：粒徑＜２ｍｍ的基質(zhì)取自中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所院內(nèi)正在施工的儀器開發(fā)大樓基坑內(nèi)黏質(zhì)粉土，其基本物理力學(xué)參數(shù)見表１；粒徑≥２ｍｍ的塊石為該建筑工地使用的碎石料，，均勻性、磨圓度較差（圖２）。水泥為鉆牌３２．５普通硅酸鹽水泥。試驗(yàn)主要制備了３種含石量、２種不同養(yǎng)護(hù)時(shí)間下的土石混合體。不同含石量土石混合體級配見圖２。另外，為了對比膠結(jié)和無膠結(jié)情況下土石混合體的力學(xué)特性，筆者還制備了未摻水泥的土石混合體試樣。圖２土石混合體試樣級配曲線及基質(zhì)塊石照片Ｆｉｇ．２ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｇｒａｉｎｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＳ－ＲＭａｎｄｐｈｏｔｏｓｏｆｍａｔｒｉｘａｎｄｂｌｏｃｋｓａｍｐｌｅｓ１．２制備方法先將水泥與土石混合體在干燥狀態(tài)下攪拌，再放入適量水（水與水泥質(zhì)量比為２∶１）進(jìn)行二次攪拌，攪拌均勻后分四層進(jìn)行靜力壓實(shí)，控制基質(zhì)干密度（１．７ｇ／ｃｍ３）。在制樣過程中，盡量將大顆粒塊石置于制樣筒中部，邊緣部位用基質(zhì)細(xì)粒填充，以減小大顆粒塊石對橡皮膜帶來的刺入破壞和邊界摩擦效應(yīng)。所有試樣在加載前均進(jìn)行抽氣飽和２４ｈ以上的飽水過程，充分排出試樣中的空氣。膠結(jié)試樣在飽和后繼續(xù)放在水中浸泡不同時(shí)間，使水泥充分發(fā)揮其膠結(jié)作用，以達(dá)到不同膠結(jié)程度的目的。本試驗(yàn)在中國科學(xué)院地質(zhì)與
【作者單位】： 中國科學(xué)院工程地質(zhì)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41330643,41072226)
【分類號】：TU43

【參考文獻(xiàn)】

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1 韓愛民;肖軍華;喬春元;丁長陽;;三軸壓縮下南京下蜀土的宏、微觀性狀試驗(yàn)[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版);2013年06期

2 蔣明鏡,沈珠江;結(jié)構(gòu)性粘土試樣人工制備方法研究[J];水利學(xué)報(bào);1997年01期

【共引文獻(xiàn)】

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1 鐘岱輝,張曉杰;成層地基與橫向承載樁相互作用分析的樣條子域法[J];四川建筑科學(xué)研究;1997年01期

2 吳懷忠;王汝恒;劉漢峰;郭文;初文榮;;圍壓和固結(jié)應(yīng)力比對砂卵石土動(dòng)力特性的影響[J];四川建筑科學(xué)研究;2006年05期

3 李輝;曾月進(jìn);曾明順;姜建華;楊彩虹;裴寒蕊;;土的彈塑性與先期固結(jié)壓力的試驗(yàn)研究[J];四川建筑科學(xué)研究;2008年03期

4 張譽(yù);孫方;賈彬;王汝恒;;砂卵石土在動(dòng)荷載作用下的動(dòng)彈性模量研究[J];四川建筑科學(xué)研究;2008年06期

5 李福恩;牛紫龍;;廣樂高速公路馬渡互通橋工程8m以上大溶洞施工技術(shù)[J];四川建筑科學(xué)研究;2011年03期

6 程建偉;楊宏宇;;山谷型垃圾填埋場選址與勘察的研究[J];四川建筑科學(xué)研究;2011年06期

7 胡明珠;楊存進(jìn);孔德剛;;薛家灣鎮(zhèn)地下水位升高的原因分析[J];四川建筑科學(xué)研究;2012年03期

8 孫鳳賢;阮傳貴;馬作明;;安徽省中部地區(qū)膨脹土的脹縮特性研究[J];安徽地質(zhì);2004年01期

9 孫鳳賢;;銅陵市長江東路巖溶塌陷形成機(jī)制及土地適宜性分析[J];安徽地質(zhì);2006年04期

10 林賓;王小勇;;合肥市生活垃圾處理項(xiàng)目續(xù)建工程水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察實(shí)錄[J];安徽地質(zhì);2007年03期

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1 黃景春;王玲;豆敬峰;;夾溝鋁土礦礦坑突水量預(yù)測研究[A];河南地球科學(xué)通報(bào)2008年卷（中冊）[C];2008年

2 成勃;崔瓏;杜濤;;FRP加固后混凝土構(gòu)件抗?jié)B水性能試驗(yàn)研究[A];第七屆全國建設(shè)工程FRP應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

3 徐長磊;過曾明;;封水注漿技術(shù)在某鉀鹽礦斜坡道中的應(yīng)用[A];2010'中國礦業(yè)科技大會(huì)論文集[C];2010年

4 吳e

本文編號：2536523