透明胶结土材料强度特性的试验研究

摘要：

基于透明土的可视化物理模型试验技术在岩土工程力学机制与变形破坏研究中发挥着越来越重要的作用,制备透明度高、物理力学性质稳定、适用于模拟不同岩土体的透明土是该技术发展的基础.针对当前一般黏土和软岩的透明土相似材料较为缺乏的问题,配制了一种适用于模拟一般黏土和软岩的透明胶结土.该透明胶结土以熔融石英砂为土骨架,以纳米级疏水性气相二氧化硅粉为黏结剂,以正十二烷和15#白油的混合矿物油为孔隙液,通过调整黏结剂的含量或占比、土骨架的粒径或级配可获得折射率相近且具有不同强度特征的透明胶结土材料.根据不同黏结剂含量和土骨架级配等影响因素设计了11组对照试验,并通过三轴剪切试验测试了其强度特征及其变化规律.结果表明:(1)透明胶结土的抗剪强度随石英砂的粒径和级配、二氧化硅粉的含量和占比等因素的改变而发生复杂变化,但整体而言提高二氧化硅粉的占比或降低石英砂的级配优良度可使得透明胶结土的抗剪强度降低;(2)通过调整土骨架和黏结剂的配比可制得黏聚力范围为5～65 kPa、内摩擦角为25°～44°的透明胶结土,可为天然黏土和软岩的透明土物理模型试验中相似材料的选取和配制提供依据.

关键词：透明胶结土;配制方法;熔融石英砂;疏水性气相二氧化硅粉;三轴剪切试验;强度特性

所属期刊栏目：42

分类号：TU449(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点研发计划项目;国家自然科学基金

在线出版日期：2021-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2059-2068,2077