颗粒形状对堆石料强度和变形特性试验研究

发布时间：2020-10-14 21:40

　　 堆石料是一种在自然界分布广泛、储量丰富的粗粒料,它具有压实性高、透水性强、抗剪强度高等优良特性,在工程中应用广泛。颗粒形状是影响堆石料力学特性的主要因素之一,影响着其上述工程特性。不同颗粒形状的同种散体材料在相同孔隙比下制作试样的密实状态可能不同,而且密实度是影响堆石料剪切行为的重要因素。因此,本文分别以孔隙比和相对密度为密度控制指标,基于室内三轴试验研究颗粒形状对堆石粒的静力变形和强度特性、动力特性的影响。本文的研究内容和主要结论如下:(1)从窄级配粗粒料着手,对堆石料1~2.5mm、2.5~5mm、5~10mm、10~20mm等4个粒径进行不同程度棱角磨耗处理,对比试验前后堆石料的加权棱角性指数,研究堆石料棱角性指数随着围压的变化规律,研究结果表明:棱角指数越大的堆石料随着围压的增加棱角指数呈现递减的趋势。(2)对三种不同颗粒形状的筑坝堆石料进行了静力剪切试验研究。研究结果表明:在剪切过程中棱角指数大的颗粒破碎率高于棱角指数小的颗粒破碎率;堆石料的颗粒棱角指数越大,堆石料的剪胀性受围压影响越大;当围压一定时,堆石料棱角指数越大,其峰值摩擦角也越大,但随着试验围压的增大,峰值摩擦角逐渐趋于相等。(3)研究了堆石料的动力特性,研究结果表明:在低围压下,颗粒形状在一定程度上影响堆石料的剪切模量,但随着围压的增大,颗粒形状的影响随之降低;在相同剪应变幅值下,改变堆石料颗粒形状后,堆石料的阻尼比与改变前相差不大,近似相同;随着应变的增大,两种堆石料的?~?_d曲线几乎重合。总体来讲颗粒形状对阻尼比影响不大。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TV41
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
        1.2.1 国外颗粒形状研究现状
        1.2.2 国内颗粒形状研究现状
        1.2.3 堆石料颗粒破碎研究现状
    1.3 本文的主要工作
2 试验设备及试验内容
    2.1 引言
    2.2 试验仪器介绍
    2.3 试验内容
        2.3.1 试验用料
        2.3.2 试样制备
        2.3.3 试验方法
    2.4 小结
3 堆石料棱角性量化及其对颗粒破碎的影响研究
    3.1 引言
    3.2 堆石料颗粒形状试验研究
        3.2.1 试验材料
        3.2.2 堆石料棱角的磨耗处理
        3.2.3 堆石料的数字图像处理
    3.3 关于堆石料形状特征傅里叶级数的评价方法
    3.4 堆石料颗粒形状棱角性结果分析
        3.4.1 磨耗前后堆石料颗粒棱角性对比
        3.4.2 试验前后堆石料颗粒棱角性对比
    3.5 颗粒破碎率和塑性功的结果分析
        3.5.1 颗粒破碎率的定义
        3.5.2 塑性功的定义
        3.5.3 颗粒破碎结果分析
    3.6 本章小结
4 不同颗粒形状堆石料的静力试验研究
    4.1 引言
    4.2 试验概况与静力特性
        4.2.1 试验材料
        4.2.2 试验工况
        4.2.3 静力强度参数
    4.3 试验结果及分析
        4.3.1 试样的破坏情况
        4.3.2 在相同孔隙比下的试验结果
        4.3.3 在相同密实度下的试验结果
        4.3.4 邓肯-张EB模型参数
    4.4 小结
5 不同颗粒形状堆石料的动力试验研究
    5.1 引言
    5.2 动力三轴试验原理
        5.2.1 动剪切模量定义
        5.2.2 阻尼比定义
    5.3 结果整理
        5.3.1 剪切模量
        5.3.2 归一化剪切模量
        5.3.3 阻尼比
    5.4 小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间参加课题
致谢

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本文编号：2841230