冻结砂土三轴试验中颗粒破碎研究

发布时间：2017-06-24 14:11

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【摘要】：压力作用下颗粒发生破碎是引起砂土力学特性变化的重要因素之一,冻结砂土也是如此。对冻结砂土进行了不同温度和围压下的三轴剪切试验,并筛分得到三轴试验前后的颗粒大小分布曲线。通过引入Hardin定义的颗粒破碎率Br,分析了围压与颗粒破碎的关系及颗粒破碎对冻土抗剪强度的影响。结果表明:在温度为-0.5℃,-1℃,-2℃,-5℃和围压为0.5,2,5,10 MPa的条件下,三轴剪切过程中会产生较为可观的颗粒破碎;颗粒破碎率Br随围压增大,到达一定围压后Br不再随着围压的增大发生明显变化,即存在一个颗粒不再发生明显破碎的临界围压σr。结合前人研究发现,-5℃下一般工程关心的围压范围内压融对冻土力学特性没有显著影响,而颗粒破碎起控制性作用。分析表明:-5℃条件下在不同的围压范围颗粒破碎对抗剪强度具有不同的影响。试验所采用的围压范围内,随着围压的增大,颗粒破碎率增大使得冻土的抗剪强度降低;破碎率达到极限以后,由于破碎的颗粒重排列又导致抗剪强度有所提高。
【作者单位】： 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室;中国科学院大学;北京建筑大学土木与交通工程学院;南特中央理工大学土木工程系;
【关键词】： 冻结砂土 颗粒破碎 三轴试验 压融 强度
【基金】：国家自然科学基金项目(41172253) 北京市属高等学校高层次人才引进与培养计划项目(CIT&TCD20150101) 冻土工程国家重点实验室开放基金项目(SKLFSE201210)
【分类号】：TU441;TU411
【正文快照】： 0引言人们很早就注意到砂土在压力作用下颗粒破碎的现象,并发现一定条件下颗粒破碎对土体变形和破坏的影响不可忽略。1948年Terzaghi等通过试验最早注意到砂土在高压下颗粒破碎显著[1],De Beer在1963年进行了均匀砂样的一维压缩试验,发现应力达到15───────*通讯作者MPa

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