冻结砂土三轴试验中颗粒破碎研究

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.

关键词：冻结砂土、颗粒破碎、三轴试验、压融、强度

所属期刊栏目：37

分类号：TU41(土力学、地基基础工程)

资助基金：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

在线出版日期：2015-05-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：544-550