砂礫石料是土石壩等工程的主要建筑材料,高應(yīng)力狀態(tài)下砂礫石料的顆粒破碎效應(yīng)加劇,會(huì)顯著影響其強(qiáng)度及變形特性,甚至威脅工程安全。以前坪水庫筑壩砂礫石料為例,開展了不同圍壓、不同相對(duì)密度下三軸固結(jié)排水試驗(yàn),分析了砂礫石達(dá)到臨界狀態(tài)之后的顆粒破碎規(guī)律與強(qiáng)度變形特性。研究表明,砂礫石料的級(jí)配在三軸試驗(yàn)前后都能用分形維數(shù)較好地描述,且分形維數(shù)與圍壓之間存在顯著的線性關(guān)系,而與相對(duì)密度基本無關(guān)。這說明,圍壓是影響砂礫石料顆粒破碎程度的主要因素,相對(duì)密度的影響則可忽略。砂礫石料臨界狀態(tài)偏應(yīng)力與圍壓正相關(guān),而與相對(duì)密度無關(guān)。體積變形則受圍壓和相對(duì)密度的共同影響,圍壓越小、相對(duì)密度越大則體變的剪脹性越顯著,反之則剪脹性越弱甚至無剪脹。

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【部分圖文】：

圖1 相同相對(duì)密度試樣在不同圍壓下的 顆粒破碎規(guī)律(Dr=0.65)

表1給出了制樣相對(duì)密度為0.65時(shí),試樣在不同圍壓試驗(yàn)后各粒組含量的變化,其中粒組含量的變化為試驗(yàn)后各個(gè)粒組的含量減去初始級(jí)配對(duì)應(yīng)粒組的含量。圖1給出了各試樣在試驗(yàn)后具體的級(jí)配曲線(圖中P為質(zhì)量分?jǐn)?shù),d為顆粒粒徑)。由表1和圖1可以看出,關(guān)于顆粒破碎有兩個(gè)特征:

圖2 不同相對(duì)密度的試樣在相同圍壓下的 顆粒破碎規(guī)律(σ3=1 200 kPa)

表2和表3分別給出了圍壓為1200kPa和300kPa時(shí)不同相對(duì)密度的試樣粒組含量變化情況。由表2和表3可見,無論是在低圍壓還是高圍壓下,不同相對(duì)密度的試樣在臨界狀態(tài)時(shí)各個(gè)粒組含量的變化量幾乎相等。換言之,不同相對(duì)密度的試樣在相同圍壓下,顆粒破碎的程度是相同的,即試驗(yàn)后的級(jí)....

圖3 各試樣級(jí)配分形擬合

以Dr=0.65的試樣為例,利用式(1)對(duì)制樣級(jí)配及試驗(yàn)后級(jí)配進(jìn)行擬合,如圖3所示。式(1)擬合得到的確定系數(shù)都大于0.99,說明式(1)擬合精度較高。制樣級(jí)配對(duì)應(yīng)的分形維數(shù)D=2.331,300、600、900、1200kPa圍壓下試樣對(duì)應(yīng)的分形維數(shù)分別為2.336、2.3....

圖4 分維數(shù)與相對(duì)密度的關(guān)系

計(jì)算所有試樣級(jí)配的分形維數(shù),相同圍壓條件下分形維數(shù)D與相對(duì)密度Dr的關(guān)系見圖4�？梢�,相同圍壓、不同相對(duì)密度試樣的分形維數(shù)相差很小,說明砂礫石顆粒破碎與相對(duì)密度的關(guān)系較小;隨著圍壓增大,顆粒破碎程度提高。分形維數(shù)D與圍壓的關(guān)系如圖5所示,隨著相對(duì)密度Dr的增大,砂礫石料的分形維數(shù)....

本文編號(hào)：4030702