加载方式和应力水平对珊瑚砂颗粒破碎影响的试验研究

作     者：纪文栋 张宇亭 裴文斌 左殿军 JI Wendong;ZHANG Yuting;PEI Wenbin;ZUO Dianjun

作者机构：交通运输部天津水运工程科学研究所港口水工建筑技术国家工程实验室天津300456 交通运输部天津水运工程科学研究所水工构造物检测诊断与加固技术交通行业重点实验室天津300456 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2018年第37卷第8期

页      面：1953-1961页

核心收录：

学科分类：0709[理学-地质学] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0708[理学-地球物理学] 0815[工学-水利工程] 0816[工学-测绘科学与技术] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(41572297) 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(TKS–150103)~~ 

主　　题：土力学 珊瑚砂 颗粒破碎 破碎率 加载方式 循环剪切 

摘      要：对取自西沙群岛的珊瑚砂试样分别开展侧限压缩、三轴压缩、单向剪切和循环剪切4种试验,研究不同加载方式和应力水平下颗粒破碎及粒组转化关系,讨论珊瑚砂颗粒破碎优势区间的分布规律。提出通过颗粒破碎增长率来描述颗粒破碎程度随循环剪切次数的变化情况,发现随着循环次数的增加珊瑚砂颗粒破碎增长率由初始值迅速向0衰减,应力的升高会导致颗粒破碎增长率的衰减加快,颗粒破碎越快趋于稳定。提出当颗粒破碎增长率低于某很小值时视为颗粒破碎已经达到极限值,可在实际工程中将此极限破碎状态下珊瑚砂的力学参数用作设计上的极值,以此作为颗粒破碎影响下最不利或最有利情况。颗粒接触力较高但颗粒之间相对运动不充分的试样发生颗粒破碎后粒组转化缺乏规律性,充分的颗粒相对运动使得颗粒破碎后粒组转化呈现明显的相似性和规律性。粒组含量变化趋势在粒径0.25 mm处由波动变化转换到稳定增长,此阈值粒径随着颗粒之间接触力的增加而减小。颗粒破碎在整个粒径范围内并非均匀分布,而是存在典型的粒径增长区间和粒径丢失区间。在相同的粒径坐标模式下,典型破碎优势区间对应于颗粒级配曲线的转折区域。