針對(duì)石英砂和玻璃珠2種材料,考慮飽和與干燥2種含水率狀態(tài),開(kāi)展顆粒材料尺寸效應(yīng)的室內(nèi)固結(jié)排水三軸剪切試驗(yàn)研究,探討顆粒形態(tài)和含水狀態(tài)對(duì)顆粒尺寸效應(yīng)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:在制樣方式一致的情況下,顆粒尺寸效應(yīng)對(duì)試樣孔隙率影響較小;水的潤(rùn)滑作用降低了顆粒間的摩擦因數(shù),從而減弱了顆粒尺寸效應(yīng),使得不同粒徑飽和試樣之間的應(yīng)力應(yīng)變曲線差異相對(duì)于干燥試樣較小,而且當(dāng)顆粒形態(tài)不規(guī)則時(shí),水對(duì)顆粒尺寸效應(yīng)的減弱現(xiàn)象更為明顯;試樣的黏聚力總體上隨粒徑增大而略微增大,其中干燥石英砂試樣最為明顯;不規(guī)則顆粒材料的宏觀摩擦角隨粒徑增大呈略微減小的趨勢(shì),減小的趨勢(shì)在小粒徑時(shí)較為明顯,粒徑對(duì)光滑顆粒材料摩擦角影響較小。 

【文章來(lái)源】：鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2020,17(09)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

4種不同粒徑的石英砂及玻璃珠顆粒

除石英砂和玻璃珠這2種不同材料所帶來(lái)的顆粒形態(tài)差異，本文亦考慮干燥和飽和2種試樣狀態(tài)，以反映實(shí)際工程中巖土材料不同含水率的影響。在開(kāi)展試驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)不同含水率(如10%、50%等)較難控制，水分因重力作用會(huì)集中在試驗(yàn)下部，因此本文僅考慮了干燥、完全飽和2種狀態(tài)，如何克服并完善不同含水率的樣品制備有待進(jìn)一步研究。對(duì)于飽和試樣，在裝填好試樣后往橡膠膜內(nèi)注水，直至有水從試樣表面溢出(如圖2所示)。預(yù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圍壓達(dá)200 k Pa時(shí)，石英砂顆粒在壓縮的過(guò)程中出現(xiàn)棱角破碎的現(xiàn)象。本文為排除顆粒破碎的影響，重點(diǎn)研究顆粒尺寸效應(yīng)本身對(duì)顆粒材料堆積體宏觀物理力學(xué)特性的影響，僅選取低于200 k Pa圍壓。此外，根據(jù)土工試驗(yàn)規(guī)范，剪切速率定為0.5 mm/min。詳細(xì)的試驗(yàn)方案及控制參數(shù)如表2所示。

對(duì)比石英砂和玻璃珠這兩種不同顆粒形態(tài)的試樣抗剪強(qiáng)度可以看出，顆粒的形態(tài)對(duì)試樣的抗剪強(qiáng)度有顯著的影響。石英砂顆粒的不規(guī)則形態(tài)及表面的棱角增強(qiáng)了顆粒間的咬合作用，提高了顆粒的抗轉(zhuǎn)動(dòng)能力，因此表現(xiàn)出更高的抗剪強(qiáng)度。另一方面，顆粒材料的抗剪強(qiáng)度也與試樣的堆積密度有關(guān)，抗剪強(qiáng)度通常隨著堆積密度的增大而提高。在本項(xiàng)工作中，石英砂試樣的堆積密度均比玻璃珠試樣低。此試驗(yàn)結(jié)果表明，試樣堆積密度對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響要弱于顆粒形態(tài)的影響。圖4 玻璃珠應(yīng)力-應(yīng)變曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：2961370