【摘 要】
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土体的强度与变形是整个土木工程领域中研究最多的两个方面,其运用广泛,是国内外学者研究的重点。在岩土工程中,砂土的宏观力学性质(主要是强度与变形)受到很多因素的影响,主
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土体的强度与变形是整个土木工程领域中研究最多的两个方面,其运用广泛,是国内外学者研究的重点。在岩土工程中,砂土的宏观力学性质(主要是强度与变形)受到很多因素的影响,主要有围压大小、应力路径、加载方式、饱和度、排水条件。还有砂土本身所带来的影响有颗粒的强度、颗粒的尺寸、颗粒级配曲线、颗粒的形状和密度等。本文采用三轴固结排水试验研究颗粒形状和级配变化(不均匀系数不同)对砂土力学特性的影响,主要研究强度、变形和剪胀特性。内容如下:(1)为了研究颗粒形状对砂土力学特性的影响,本文采用矿物成分相同、粒径范围的圆形玻璃珠和棱角状玻璃渣进行混合,形成5种不同配比的试样(玻璃珠质量百分比含量0%,25%,50%,75%,100%)。用整体形状参数(_RO)来表示混合物的颗粒形状,其值在0.844到0.971之间变化。试验结果表明,在给定围压下,峰值状态偏应力、峰值状态轴向应变和峰值摩擦角都随着整体形状参数(_RO)的增大而减小;峰值状态摩擦角与最大剪胀角的拟合方程(即Bolton剪胀方程)的斜率(剪胀系数)不受颗粒形状的影响,均为0.6;而它的截距(临界状态摩擦角)受形状参数的影响,随着整体形状参数(_RO)的增大而减少。(2)玻璃珠换成天然砂(标准砂)进行试验,同样是5个不同的配比(标准砂质量百分比含量0%,25%,50%,75%,100%)。其整体形状参数(_RO)在0.844到0.939之间变化,说明天然砂颗粒的形状参数接近于玻璃珠。试验结果表明,在给定围压下,随着标准砂含量的增多,试样的峰值状态偏应力、峰值状态轴向应变和峰值摩擦角都在减小;但剪胀系数不受标准砂含量的影响,仍为0.6,而它的截距(临界状态摩擦角)受标准砂含量的影响,临界状态摩擦角随着标准砂含量的增大而减少。(3)为了研究不均匀系数对砂土力学特性的影响,采用了4组不同不均匀系数(2.0,4.9,9.8,20.6)的玻璃渣开展了一系列三轴试验。试验结果表明,在给定围压下,不均匀系数_uC的增大会导致试样的峰值状态摩擦角的增大,而额外摩擦角(峰值状态摩擦角与临界状态摩擦角之差)和最大剪胀角随着不均匀系数的增大而减小;此外,Bolton剪胀方程的斜率不受不均匀系数的影响,而它的截距(临界状态摩擦角)受随不均匀系数的增大而增大。
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