石英砂砾破碎过程中粒径分布的分形行为研究

发布时间：2017-10-22 09:24

  本文关键词：石英砂砾破碎过程中粒径分布的分形行为研究

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【摘要】：荷载作用下粒状土的颗粒破碎改变土的粒径分布,从而影响其力学特性。试验证据显示随着颗粒破碎的增加,任何初始分布的土粒都将趋向一种自相似的分形分布。为了揭示土的粒径分布的分形转变机制,利用侧限压缩试验研究高压应力下石英砂砾的粒径分布演化规律和颗粒破碎特性,基于分形模型和粒径分布实测数据研究破碎过程中粒径分布的分形行为。研究发现:颗粒破碎增长导致粒状土趋向分形分布的过程与颗粒破碎量密切相关,并可以通过增大的分形维数来描述。尽管石英砂砾的初始分布和粒径有所不同,分形维数大于2.2的粒径分布实测数据均展示了较为严格的自相似性,因而该数值可作为分形分布的分形维数下限值。研究还发现:相同破碎状态下Hardin相对破碎率小于Einav相对破碎率,但二者对应力和体应变的响应规律是一致的。颗粒破碎发展至粒径分布成为分形分布时,体应变与相对破碎率的比值将保持恒定,并且受初始分布的均匀性和颗粒大小的影响很小。这一特点可用于分形分布的识别,并意味着试验中如果粒径分布是分形的,则无须为了粒径分析而终止试验,只需测量到体应变就可估计相对破碎率。
【作者单位】： 武汉理工大学土木工程与建筑学院;
【关键词】： 颗粒破碎 粒径分布 分形 石英砂砾 相对破碎率
【基金】：国家自然科学基金项目(41272334) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2012-Ⅳ-075,2014-yb-019)
【分类号】：TU521.1
【正文快照】： 0引言在外力作用下粒状土的颗粒破碎改变了土的粒径分布(particle-size distribution,简称PSD)状况,从而对其力学性能产生很大的影响,并主要通过颗粒破碎量反映[1]。土的PSD在量化颗粒破碎的研究中扮演───────着重要角色,许多学者通过跟踪破碎过程中PSD的变化,提出了不

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