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砂土颗粒破碎机理及力学性质发布时间：2022-11-18T05:57:50.470Z 来源：《工程建设标准化》2022年13期第7月作者：林锦宏[导读] 随着国家对重大基础设施的投入，我们对砂土的应用更加广泛林锦宏广东华路交通科技有限公司摘要：随着国家对重大基础设施的投入，我们对砂土的应用更加广泛。
但其颗粒形状不规则，在高应力及特殊情况下会发生颗粒破碎，严重威胁建筑物的安全。
为此国内外学者对可破碎的砂土展开了实验室试验、数值模拟等方法来研究砂土的微观结构及其宏观的力学特性。
本文针对砂土颗粒破碎的研究做了国内外的综述。
首先明确国内外目前对于砂土研究的重点，其次再对各个重点方向，如：颗粒破碎程度的量化指标、影响因素、宏观力学性质、应力-应变关系，做较为综合的数据量化和陈述性归纳总结。
关键词：砂土；颗粒破碎；应力应变关系；固结试验土是矿物或岩石构成的松软集合体。
砂土的定义如下:粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量50%、粒径大于0.075的颗粒质量超过总质量的50%的一种土。
砂土作为一种散体材料，不同于黏性土，几乎不具有黏结力（仅有微弱的颗粒间的咬合力），与连续介质的性质完全不同。
在高应力或者特殊情况下，砂土会出现颗粒破碎的特征。
对于颗粒破碎现象，目前研究的重点主要包括:(1)颗粒破碎程度的量化指标；(2）颗粒破碎的主要影响因素；(3)颗粒破碎对颗粒系统力学性质的影响，其中包括抗剪强度指标等宏观参数；(4)颗粒破碎对于颗粒系统应力-应变关系的影响。
1.颗粒破碎程度的量化指标实验室试验对破碎后颗粒尺寸的“微观”描述，一般是通过颗粒级配曲线来“宏观”实现，由此建立的颗粒破碎量化指标，从颗粒的级配等宏观特征与颗粒微观参数结合，实现颗粒破碎的一个宏微观的描述。
颗粒在竖向压力和剪应力的共同作用下发生颗粒破碎，在试验前后对每组试样都进行机械筛分，确定颗粒破碎量化指标，并计算出试样的破碎参数，分析颗粒级配对于颗粒破碎的影响;为了量化颗粒的破碎程度，引入相对破碎的概念，表达式如下:式中 Bt一总破碎，试验前、后颗粒分析级配曲线与粒径D竖线三条线所包围的面积;Bp一破碎势，试验前颗粒分析级配曲线与粒径D竖线所围的面积。
一、填空题1.饱和土体上的总应力由土骨架承担的有效应力和由孔隙承担的孔隙水压力组成，土的强度及变形都是由土的有效应力决定的。
2.莱特邓肯屈服准则在常规三轴压缩实验中，当时它在π平面上的屈服与破坏轨迹趋近于一个圆；当时，它退化为一个正三角形。
由于在各向等压时,所以K f>27是必要条件，因为静水压力下不会引起材料破坏。
3. 东海风力发电桩基础有8根。
4.通过现场观测与试验研究，目前认为波浪引起的自由场海床土体响应的机制主要取决于海床中孔隙水压力的产生方式。
孔隙水压力产生方式有两种：超孔隙水压力的累积（残余孔隙水压力）、循环变化的振荡孔隙水压力5.目前计算固结沉降的方法有（）、（）、（）及（）。
答案：弹性理论法、工程实用法、经验法、数值计算法。
6.根据莫尔—库伦破坏准则，理想状态下剪破面与大主应力面的夹角为（）。
答案：45°+φ/27.土的三种固结状态：欠固结、超固结、正常固结。
8.硬化材料持续受力达到屈服状态后的变化过程：屈服硬化破坏9.相对密实度计算公式I D= 。
10.静力贯入试验的贯入速率一般为 2 cm/s。
11用一种非常密实的砂土试样进行常规三轴排水压缩试验，围压为100kPa 和3900kPa，用这两个试验的莫尔圆的包线确定强度参数有什么不同？答：当围压由100kPa 增加到3900kPa 时，内摩擦角会大幅度降低。
12.塑性应力应变关系分为_____理论和_____________理论两种增量（流动）、全量（形变）13.三轴剪切试验依据排水情况不同可分为（）、（）、（）答案：不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪。
14.一种土的含水量越大，其内摩擦角越（小）。
15.剑桥模型（MCC）中的5个参数一次是M VCL中的гλ，以及弹性部分的K υ。
16.剑桥模型的试验基础是正常固结土和超固结土试样的排水和不排水三轴试验。
17.一般情况下，石英砂的内摩擦角为29~33°°二、简答题1.影响土强度的一般物理性质？答：1.颗粒矿物成分2.粗粒土颗粒的几何性质3.土的组成颗粒级配4.土的状态5.土的结构6.剪切带的存在对土强度的影响。
万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据考虑土体剪胀性和应变软化性的K-G模型作者：孙陶， 高希章， SUN Tao， GAO Xi-zhang作者单位：四川省水利水电勘测设计研究院,成都,610072刊名：岩土力学英文刊名：ROCK AND SOIL MECHANICS年，卷(期)：2005，26(9)被引用次数：5次1.黄文熙土的工程性质 19832.钱家欢.殷宗泽土工原理与计算 19963.屈智炯土的塑性力学 19874.Kondner R L Hyperbolic stress-strain response.cohesive soils 19635.Duncan.J M Chang C Y Nonlinear analysis of stress and strain in soils 19706.高莲士.宋文晶非线性解耦K-G模型及其特点 20011.学位论文吴良平粗粒土组构试验研究2007粗粒土作为高土石坝等工程的主要填筑材料，其力学特性是土木工程和水利水电工程的一项重要研究课题。
然而，粗粒土尺寸大，具有离散特征，其力学特性不同于一般的砂土和粘性土等。
其力学特性难以用现有的连续体力学理论予以解释，本文希望通过粗粒土微观组构（microfabric）规律来解释粗粒土的各种力学特性的机理，从而为建立粗粒土的基于微观组构的本构模型奠定基础。
<br> 本文回顾总结了现有粗粒土的研究成果，其力学特性包括级配相似特性、流变特性、湿化变形、剪胀性等。
本文通过对两种典型粗粒土室内大三轴试验得到了其力学特性规律，并比较了这两种典型粗粒土的力学特性异同点。
<br> 为了说明组构要素对粗粒土力学特性的影响，本文用理想的球形玻璃材料来模拟粗粒土，用其做三轴试验。
试验结果表明，这种理想的球形玻璃材料其应力应变关系符合完全理想弹塑性模型，其轴向变形与体积变形也符合线性关系。
试验结果与一般粗粒土的力学特性存较大差别。
粗粒土颗粒破碎特性研究摘要：粗粒土具有压实性好、填筑密度大、沉陷变形小、透水性强以及抗剪强度高等优点，在工程中应用广泛，如用于土石坝、道路、港口、机场、房屋地基等工程中。
本文阐述了土体的本构关系和粗粒土发生颗粒破碎过程，总结了各种度量颗粒破碎的参数，以及颗粒破碎与土体之间的相互影响，并介绍了运用不同参数建立的考虑颗粒破碎的粗粒土的本构模型。
关键词：粗粒土；颗粒破碎；度量指标；1引言粗粒土是指粒径在0.1mm~60mm范围内的颗粒含量（质量比）大于50%的土石混合料。
屈智炯[1]按土体中的细粒含量，将粗粒土分为无粘性粗粒土、少粘性粗粒土、粘性粗粒土，均能用于土石坝工程中。
粗粒土由风化的岩石颗粒组成，并根据组成土体的岩石颗粒大小来区分，由于风化作用，土颗粒本身含有微裂缝。
土颗粒在荷载作用下产生弹性变形，随着荷载增大，颗粒内部的微裂缝开始扩展，土颗粒产生塑性变形，最后扩展的裂缝贯穿整个颗粒发生颗粒破碎。
土的本构关系十分复杂，除受时间因素影响外，还受温度、湿度等因素影响颗粒破碎影响土体的本构关系，如颗粒破碎使粗粒土的颗粒粒径、级配曲线、密实程度发生变化，影响其应力应变行为。
同时颗粒破碎对粗粒土的物理性质有显著影响，目前国内外许多学者已经对颗粒破碎进行了大量研究。
2.颗粒破碎的度量指标颗粒破碎现象复杂，具有极大的随机性和不确定性，因此大部分的度量指标都是基于统计学对于颗粒破碎程度的整体描述。
Hardin[2]将级配曲线与0.074mm线围成的面积定义为土体的破碎势Bp，将土体试验前后破碎势的变化值定义为整体破碎参量Bt，即土体试验前后级配曲线所围成的面积。
Nakata[3]提出破碎参量Bf，等于与土体试验前级配曲线最小粒径对应的试验后级配曲线的百分含量1%。
Lee[4]提出把试验前后土体级配曲线颗粒含量为15%的颗粒粒径的比值作为破碎参量，即D15试前/D15试后。
Mcdowell[5]根据颗粒破碎之后具有自相似特性，基于分形理论建立了几何模型描述颗粒的破坏拉应力，根据最小颗粒的破坏拉应力和当前荷载计算土体的颗粒破碎程度。
考虑颗粒破碎的无黏性粗粒料的剪胀模型研究罗伟锦;杨兰强;熊署丹【摘要】目前对坝体等粗粒料的强度、变形情况,主要采用Duncan-Chang模型的方法进行预测.但由于粗粒料在高应力作用下会发生较严重的颗粒破碎现象,对其变形和强度特性产生较大影响,使得Duncan-Chang模型预测结果与实际情况存在较大偏差.为此,考虑绢云母片岩粗粒料的特性,结合目前发展的本构理论,建立了一种无黏性粗粒料的弹塑性本构模型.该模型不仅考虑了剪胀性的影响,还通过引入破碎指标反映颗粒破碎对内摩擦角的影响.采用绢云母片岩粗粒料的两种初始干密度下的固结排水试验结果对提出的数学模型加以验证.结果表明,模型计算结果吻合试验曲线,在一定程度上能够反映软岩粗粒料在不同围压下的剪切特性.【期刊名称】《水文地质工程地质》【年(卷),期】2015(042)006【总页数】9页(P71-79)【关键词】颗粒破碎;本构方程;绢云母片岩;剪胀【作者】罗伟锦;杨兰强;熊署丹【作者单位】浙江省工程勘察院,浙江宁波315000;浙江省工程勘察院,浙江宁波315000;宁波市民用建筑设计研究院,浙江宁波315000【正文语种】中文【中图分类】TU411.71 问题的提出粗粒料具有压实性能好、透水性强、填筑密度大、抗剪强度高、沉陷变形小、承载力高等工程特性，在自然界分布广泛、储量丰富，广泛应用于土石坝、公路、铁路、机场、堤坝、桥梁墩台、人工筑岛及地基处理等建筑工程。
由于粗粒料的颗粒棱角相对丰富，存在较多的缺陷，因此大部分粗粒料土体在高于常规应力状态下会发生显著的颗粒破碎现象，甚至有些粗粒料的母岩强度较低，在低应力水平下就已经发生了颗粒破碎现象。
大量的文献表明［1～8］:(1)颗粒破碎会造成土体的内摩擦角降低;(2)颗粒破碎造成土体较大的沉降变形;(3)颗粒破碎对土体的剪胀性具有一定的抑制作用等。
实际上，由于岩土材料性质的多样性、复杂性，目前已发展出来的本构模型在强度、变形上的预测结果远远达不到工程要求，而粗粒料的颗粒破碎特性又进一步增加本构模型预测的难度。
颗粒级配对粗粒土强度和变形特性的影响陈爱军【摘要】对掺加不同比例碎石的粗粒土进行了大型三轴试验,得到了颗粒级配对粗粒土强度和变形特性的影响规律.在素土中掺加不同比例的碎石可以明显改善土体的颗粒级配组成;素土和改良土的应力应变关系表现为加工硬化型,随着粗粒含量的增加,同一轴向应变对应的偏应力增大,围压增加也会导致偏应力增大;偏应力与轴向应变表现为明显的双曲线关系,初始切线模量和极限应力随着P5含量和围压σ3的增加而增大;P5含量的增加有助于提高土样内摩擦角ψ和黏聚力C,而含泥量增加会导致内摩擦角ψ和黏聚力C减小;低围压时粗粒含量较多的土样表现出明显的剪胀,较高围压时产生的体积应变较大;径向应变ε3与轴向应变ε1表现为明显的抛物线关系,通过改进的邓肯一张的E-v模型得到初始泊松比μi受围压和颗粒级配的双重影响.【期刊名称】《湖南工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(027)003【总页数】8页(P75-82)【关键词】级配;粗粒土;大型三轴试验;变形和强度特性【作者】陈爱军【作者单位】湖南工程学院建筑工程学院,湘潭411104【正文语种】中文【中图分类】TU411粗粒土泛指颗粒粒径变化较大，由块石、碎砾石、砂粉粒和黏粒等颗粒组成的混合土.从20世纪80年代以来，在工程建设中，粗粒土由于具有易压实、透水性强、抗剪强度高、密度大、沉降小和承载力强等特点而被广泛应用，国内外对粗粒土的研究主要集中在土石坝堆石料应力应变关系、强度变形特性和高围压的颗粒破碎特性[1-7]，针对作为铁路和公路路基填料的粗粒土的研究较少[8-12].堆石料的粒径相对较大、细料含量少且处于高应力环境，而作为路基填料的粗粒土粒径较小、细料含量多且承受应力较小，因此它们的应力应变特性也有所区别.根据郭庆国的研究成果[8]，粗粒土的颗粒级配组成是决定抗剪强度特性的主要因素，因此，针对铁路及公路路基填料粗粒土，开展颗粒级配组成对粗粒土的强度及变形特性研究具有较强的工程实践意义.在对粗粒土工程特性的研究中，郭庆国[8]通过大量试验研究结果发现粗粒土的各项工程特性指标首先取决于粗、细料各占的百分数，当粗料含量≤30%时,各项工程特性指标主要取决于细料，当30%≤粗料含量≤70%时,工程特性指标同时具有两种土的性质，当粗料含量≥70%时，粗粒土的工程特性指标主要取决于粗料.饶锡保[13]认为P5含量与土料的击实特性、渗透性及强度特性都有一定的相关性，P5含量与强度参数关系密切；凌华[14]研究了颗粒级配和颗粒破碎对堆石料动静力特性的影响，发现当细颗粒含量在30%以内时,堆石料的强度指标和变形参数随细颗粒含量的增加而提高；陈志波[15]采用中三轴和大三轴仪对宽级配砾质土的强度、应力应变和邓肯-张模型参数进行了试验研究，指出掺砾量和干密度对砾质土的强度和变形特性有较大影响；李振[16]利用直剪试验研究了两种粗粒土的细粒含量和干密度分别对其抗剪强度参数的影响以及抗剪强度参数变化规律.综上所述，粗粒土的颗粒级配组成对工程特性有显著影响，虽然已有研究成果初步探讨了掺砾量和细粒含量对粗粒土抗剪强度的影响，但对低应力环境下的路基填料粗粒土仍有待于更深入的研究.本文针对某种高速铁路路基不良填料及四种掺加不同碎石得到的改良粗粒土，进行大型三轴试验研究，初步得到了颗粒级配组成对粗粒土强度和变形特性的影响规律.试验土料分素土和改良土，素土呈棕黄色，散粒状，无明显黏结.根据素土的颗粒组成和《铁路路基设计规范》(TB10001-2005)[17]的规定，这种土为粉砂，属于C组不良填料.我国《高速铁路设计规范(试行)》(TB 10020-2009)规定：当选用C 组填料时，应根据填料性质进行改良.本试验采用物理改良的方法，在素土中分别掺入20%、40%、60%和80%的粒径介于5～40 mm的碎石,经掺配得到改良土1、改良土2、改良土3和改良土4，素土、掺配碎石及改良土的土性和级配参数见表1、表2和图1所示.表1～表2说明，素土的塑性指数大于10且含泥量(小于0.1 mm颗粒含量)[8]高达21.28%，掺入碎石后的改良土应具有部分黏性；随着碎石掺量的增加，土料的不均匀系数Cu明显提高有助于改善素土的级配组成，改良土4的Cu和Cc分别比改良土3的减小和增大.依据表2数据和文[17]可以判定改良土2～改良土4都为砾类土，属于B组填料，可以用作高速铁路基填料并符合压实性能要求.从图1可以发现，素土掺入不同比例的碎石后，级配曲线中段部分明显下移，但5～1 mm段曲线比较平坦，这与文[8]的研究成果是相符的.本文采用SZ30-4大型三轴仪进行固结排水剪切试验(CD试验)，试样尺寸Φ300×600，土样颗粒最大粒径为60 mm，压实度控制为95%.先按预计含水量和碎石含量配制混合料，然后根据要求干密度分6次称料倒入安装在压力室底座上的钢模内(橡皮膜套在钢模内壁)，每层土料刮平后击实厚度控制在10 cm左右.制样完成后进行抽气饱和,即在真空泵作用下，连续抽气使试样内部保持-90 kPa 1 h，随后打开进水阀门让土样由下而上开始饱和，直到试样上部出水，持续20 min，停止抽气，然后改用水头饱和法进行饱和，直至孔隙压力系数B大于等于0.95为止.固结方法为各向等压固结，作为路基填料的法向应力通常较低[9]，因此采用较低固结围压，分别为100 kPa、200 kPa、300 kPa和400 kPa，固结过程中可以根据试样的排水量获得试样的体积变化，在固结过程中当孔隙水压力uw消散至小于0.02σ3时即认为固结完成.固结完成后马上施加轴向压力进行剪切，为有利于孔隙水压力的消散，且根据以往经验确定剪切速率为0.5 mm/min.关于破坏标准的确定，若应力应变曲线出现峰值，则峰值主应力差为破坏标准；若应力应变曲线未出现峰值，则以轴向应变15%对应的主应力差为破坏标准.土样在100 kPa、200 kPa、300 kPa、400 kPa围压的主应力差(σ1-σ3)与轴向应变ε1的曲线如图2所示.图2显示，不同土料在四种围压下的应力应变关系存在一致性，即轴向应变ε1随着主应力差值(σ1-σ3)的增加而增大，应力应变关系表现为加工硬化型，没有明显的应力峰值，呈现出塑性破坏的特征；而且，随着P5含量的增加，相同ε1对应的主应力差是提高的，说明P5含量增加有利于提高粗粒土强度；围压增大时，同一轴向应变对应的主应力差也明显增加.同时，应用邓肯-张双曲线模型拟合应力应变关系相关性较好，邓肯-张双曲线模型较适合描述加工硬化型的应力应变关系[13].采用邓肯-张双曲线模型的公式(1)拟合主应力差与轴向应变的关系曲线，式中a为初始切线模量Ei的倒数，b是极限应力差(σ1-σ3)lim的倒数，因此根据a和b可以计算各种土样在不同围压下的Ei和(σ1-σ3)lim，根据Ei和(σ1-σ3)lim与P5的关系绘制图3.=a+bε1图3表明，初始切线模量Ei与P5含量线性相关性较好，在相同围压时Ei随着P5含量的增加而增大，在相同P5含量时围压升高会导致Ei增大，说明P5含量越多导致土样刚度越大并提高土体的抗变形能力.极限应力差(σ1-σ3)lim与P5的关系也表现出同样的性质，只是在P5达到70%以后(σ1-σ3)lim趋于稳定，掺加过多粗粒含量对于提高土的承载能力不是很明显.关于粗粒土强度参数取值有两种观点：一是认为只考虑内摩擦角φ的影响，φ采用arcsin计算，黏结力C的影响可以忽略[6 ]；另一种观点是对于具有一定黏性的粗粒土必须考虑黏结力的影响[19].笔者认为针对本研究的试验土样考虑黏结力的影响是合理的，因为素土的含泥量较大，改良土也具有一定的黏性.强度包线采用直线拟合，试样的应力摩尔圆和强度包线如图4所示.从图4可以发现，含较多细粒的素土及改良土1和改良土2直线拟合较好，改良土3和改良土4由于含粗粒较多而导致直线拟合较差.具有黏性的粗粒土的抗剪强度分为黏聚分量、剪胀分量和摩擦分量[18]，黏聚分量在极小的应力下就发挥到最大后并不再上升或有些降低，摩擦分量与正应力成正比，剪胀分量只有在粗粒含量多低围压下作用明显，剪胀提供的强度分量在围压较大时迅速降低导致强度包线弯曲，因此改良土3和改良土4的强度包线呈现曲线特征.抗剪强度参数黏聚力C及内摩擦角φ与颗粒级配的关系如图5所示.图5表明随着粗粒含量的增加，土样的抗剪强度参数都是增大的.内摩擦角φ随粗颗粒含量增加而线性增大，这与李远耀[19]通过大量统计得到的结果是相同的；黏聚力C只有在P5含量超过30%才增加较明显，P5含量达到60%以后黏聚力的增加较少.同时，随着土中含泥量的增加,抗剪强度参数都是减小的,但是减小的规律也不一样,内摩擦角φ是随含泥量增加呈线性减小,黏聚力C在含泥量从13%～17%之间减小较明显.在偏应力作用下，粗粒土的内摩擦角主要是由粗颗粒之间的相互摩擦来提供，因此粗颗粒含量越多则摩擦角越大，含泥量越多则内摩擦角越小.黏聚力主要包括两部分[14]，一部分是细粒粒间吸引力，另一部分是粗粒之间的咬合力，当粗颗粒含量较少时，粗颗粒被细粒所包围，黏聚力以粒间吸引力为主，而粒间吸引力主要与细粒土的含水量、矿物成分和塑性指数有关，因此粗粒含量的增加对黏聚力影响不大；当粗粒含量增加到30%以上，细粒土不能完全填充粗颗粒之间的空隙而使得粗颗粒直接接触，此时黏聚力以粗粒之间的咬合力为主，粗粒含量越多则咬合力越大，但当粗颗粒增加到55%～60%以上后，土中大部分是粗颗粒，咬合力趋于平衡，黏聚力不再随着粗粒含量的增加而显著增大.含泥量对黏聚力的影响机理类似，当土中粗粒含量较多时含泥量的增加对咬合力的影响不大，只有当含泥量增加到10%～15%以上，细粒含量超过50%，造成粗颗粒之间不能直接接触，含泥量增加导致咬合力急剧降低，但当土中细颗粒较多把粗颗粒隔开时，土中黏聚力以粒间吸引力为主，含泥量的增加对黏聚力的影响不明显.试样的体积应变εv与轴向应变ε1关系如图6所示.图6表明，素土在各种围压下体积应变都随着轴向应变的增加而增大的，即素土的体积变形具有典型的剪缩特性，这是由于素土的颗粒组成以细粒为主导致的.围压100 kPa和400 kPa的径向应变ε3(以增大为正)与轴向应变ε1的关系如图7所示.当围压为100 kPa时，改良土1和改良土2没有明显的剪胀，而改良土3和改良土4表现为先剪缩后剪胀的特点，尤其是改良土4的剪胀性最显著，低围压时，改良土3和改良土4以粗颗粒为主，土中孔隙较多，随着偏应力的增大，细颗粒先填充土中孔隙导致剪缩，偏应力再增大时，由于围压小使得相邻颗粒容易彼此翻越而产生剪胀[1，9].随着围压升高(200 kPa～300 kPa)，体积应变随着轴向应变的增加而增大，改良土4和改良土3的体积应变达到峰值后减小，改良土1和改良土2的体积应变一直随着轴向应变的增加而增加或趋于稳定，说明偏应力增大使体积压缩到一定程度后粗颗粒含量较多更容易导致相邻颗粒彼此翻越.围压增加到400 kPa时，改良土的体缩特征明显，而且改良土4的体积收缩最大.改良土4的粗颗粒含量最多，粗颗粒以棱角分明的碎石为主，碎石在较大的偏应力作用下容易崩角破碎，所以在较高应力环境下粗粒土较容易产生较大变形而对工程结构带来潜在的隐患.改良土2和改良土1的体积应变都比素土的小，说明掺加适量的粗颗粒在较高应力环境下有利于改善土体的变形性能.从图7(a)可以明显发现ε3/ε1与ε3不存在线性关系，即径向应变ε3与轴向应变ε1的关系不符合邓肯-张E-ν模型的双曲线假定；仔细分析图7(b)的曲线，采用折线关系[10]处理ε3～ε1不太合理，而ε3与ε1的抛物线关系非常明显，相关性较好，因此可以采用式(2)修正邓肯-张E-ν模型并求出切线泊松比μt用式(3)表示.μt==2Dε1+T式中：D和T为试验参数，T等于初始泊松比μi.表3列出了围压分别为100 kPa和400 kPa时五种土样所对应的D和T的拟合值，可见D、T与试验围压σ3和土样颗粒级配有关，400 kPa围压的μi值要比100 kPa围压的μi值小，说明围压增大会抑制试样的横向变形；除素土外，400 kPa围压的μi值随着粗粒含量增加而减小，100 kPa围压的μi值都随粗粒含量增加而增大，粗粒含量对初始泊松比的作用受围压大小影响，围压较大时粗颗粒可以抑制横向变形，围压小时粗粒含量越多反而会导致横向变形愈大.本文采用大型三轴试验对素土及掺加不同比例碎石的改良土的强度和变形特性进行了试验研究，得到以下结论：(1)以细粒含量为主的素土经掺加不同比例的碎石可以明显改善土体的颗粒级配组成，不均匀系数Cu明显提高，但掺加过多的碎石对改善颗粒级配不利.(2)素土和改良土的应力应变关系表现为加工硬化型，没有明显峰值应力；随着粗粒含量增加，同一轴向应变对应的主应力差增大；围压增加也会导致主应力差增大；主应力差与轴向应变表现为双曲线关系，初始切线模量Ei和极限应力(σ1-σ3)lim随着P5含量和围压σ3的增加而增大；(3)随着P5含量的增加，土样内摩擦角φ线性增加， P5含量在30%～60%范围时黏聚力c增大明显；随着含泥量的增加,内摩擦角φ呈线性减小,黏聚力c在含泥量从13%～17%之间减小较明显；(4)围压较低时,颗粒级配是影响体积变形性能的主要因素，粗粒含量较多的土样表现出先剪缩后剪胀的特点，粗粒含量少的土样表现为体积收缩；围压较高时，随着轴向应变增大体积收缩增加，且掺碎石越多产生的体积应变越大；ε3～ε1具有明显的抛物线关系，通过改进的邓肯-张E-ν模型得到的初始泊松比μi受围压和颗粒级配的双重影响，围压是影响μi的主要因素；(5)根据颗粒级配对粗粒土强度变形特性的影响规律，在细粒土中掺入适当粗颗粒(碎石)可以改善颗粒级配组成和强度变形特性，掺加过多的粗颗粒容易产生过大的体积变形和不经济性.【相关文献】[1] 刘萌成,高玉峰,刘汉龙.堆石料剪胀特性大型三轴试验研究[J].岩土工程学报,2008,30(2):205O211.[2] Marsal R J. 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DOI ：10.16030/ki.issn.1000-3665.202002017颗粒形状对粗粒土剪切变形影响的细观研究魏 婕 ，魏玉峰 ，黄 鑫（成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都 610059）摘要：颗粒形状是影响粗粒土密实度、力学与渗流等特性的主要因素之一。
为了分析颗粒形状对粗粒土剪切特性的影响，采用离散元法生成4种不同形状的颗粒组，进行粗粒土直剪试验模拟与剪切宏细观响应研究，得出了颗粒形状对剪应力-剪位移、体应变-剪位移的影响，分析了粗粒土剪切应力、应变特性与剪胀特性。
通过分析剪切带厚度、颗粒旋转量值、平均接触数、孔隙率及接触力系等宏细观参量的演化规律，研究颗粒形状在宏细观尺度上对粗粒土的影响。
研究表明：异形颗粒间的咬合自锁作用大于纯圆颗粒，试样的抗剪强度有随形状系数的减小而增大的趋势。
试样颗粒在外荷载作用下发生运动，应变主要表现在颗粒运动剧烈、剪胀幅度较大的剪切带内。
颗粒形状系数F 减小，试样的初始平均接触数增加，内摩擦角φ增大，剪切带内孔隙率增量越大，剪胀幅度越大。
剪切过程中强力链聚集于剪切带内并起骨架作用，随着形状系数的减小，力链长度在0～5所占百分比呈增大趋势；剪切带内强力链的数目随着形状系数的减小而增加，峰值含量在30%～35%之间。
关键词：粗粒土；颗粒形状；剪切变形；离散元；力学机理中图分类号：TU411.7 文献标志码：A 文章编号：1000-3665（2021）01-0114-09A meso-scale study of the influence of particle shape on sheardeformation of coarse-grained soilWEI Jie ，WEI Yufeng ，HUANG Xin（State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Geo-environ m ent Protection ,Chengdu University of Technology , Chengdu , Sichuan 610059, China ）Abstract ：Particle shape is one of the main factors that affect the compactness, mechanics and seepage of coarse-grained soil. In order to analyze the influence of particle shape on the shear characteristics of coarse-grained soil,the discrete element method is used to generate four different particle groups. The direct shear test simulation and macro-micro shear response research of coarse-grained soil are carried out. The influence of particle shape on shear stress-shear displacement and volume strain-shear displacement is obtained. The shear stress, strain characteristics and dilatancy characteristics of coarse-grained soil are analyzed. The influence of particle shape on coarse-grained soil on macro-micro scale is studied by analyzing the evolution law of macro-micro parameters such as shear zone thickness, particle rotation value, average contact number, porosity and contact force system.The results show that the self-locking effect of the special-shaped particles is greater than that of the pure round particles, and the shear strength of the sample tends to increase with the decreasing shape coefficient. The sample particles move under the action of external load, and the strain is mainly shown in the shear zone where the particles move violently and dilate greatly. The particle shape coefficient decreases, the initial average contact收稿日期：2020-02-18；修订日期：2020-03-07基金项目：国家自然科学基金资助（42072303）；四川省教育厅科研计划重点项目资助（18ZA0045）第一作者：魏婕（1996-），女，硕士研究生，研究方向为岩土工程。
2-1.什么叫材料的本构关系？在上述的本构关系中，土的强度和应力-应变有什么联系？ 答：材料的本构关系是反映材料的力学性质的数学表达式，表现形式一般为应力-应变-强度-时间的关系，也成为本构定律，本构方程。
土的强度是土受力变形发展的一个阶段，即在微小的应力增量作用下，土单元会发生无限大或不可控制的应变增量，它实际上是土的本构关系的一个组成部分。
2-7什么是加工硬化？什么是加工软化？请绘出他们的典型的应力应变关系曲线。
答：加工硬化也称应变硬化，是指材料的应力随应变增加而增加，弹增加速率越来越慢，最后趋于稳定。
加工软化也称应变软化，指材料的应力在开始时随着应变增加而增加，达到一个峰值后，应力随应变增加而下降，最后也趋于稳定。
加工硬化与加工软化的应力应变关系曲线如右图。
2-8什么的是土的压硬性？什么是土的剪胀性？答：土的变形模量随着围压提高而提高的现象，称为土的压硬性。
土的剪胀性指土体在剪切时产生体积膨胀或收缩的特性。
2-9简述土的应力应变关系的特性及其影响因素。
答：土是岩石风化形成的碎散矿物颗粒的集合体，通常是固、液、气三相体。
其应力应变关系十分复杂，主要特性有非线性，弹塑性，剪胀性及各向异性。
主要的影响因素是应力水平，应力路径和应力历史。
2-10定性画出在高围压（MPa 303<σ）和低围压（KPa 1003=σ）下密砂三轴试验的v εεσσ--)(131-应力应变关系曲线。
答：如右图。
横坐标为1ε，竖坐标正半轴为)(31σσ-，竖坐标负半轴为v ε。
2-13粘土和砂土的各向异性是由于什么原因？什么是诱发各向异性？答：粘土和砂土的各向异性是由于其在沉积过程中，长宽比大于1的针、片、棒状颗粒在重力作用下倾向于长边沿水平方向排列而处于稳定的状态。
同时在随后的固结过程中，上覆土体重力产生的竖向应力与水平土压力大小不等，这种不等向固结也造成了土的各向异性。
诱发各向异性是指土颗粒受到一定的应力发生应变后，其空间位置将发生变化，从而造成土的空间结构的改变，这种结构的改变将影响土进一步加载的应力应变关系，并且使之不同于初始加载时的应力应变关系。
２０２４年第３１卷第４期广义塑性本构模型三维化方法的研究与验证徐家斌，张 博山东电力工程咨询院有限公司，山东济南２５００１３摘 要 在二维空间中基于ｐ、ｑ分量构建的广义塑性本构模型无法反映中主应力对土石料变形特性的影响，因此需要将其进行三维化以反映出一般应力状态下本构关系。
研究了多种三维化方法，通过与真三轴试验对比，基于广义非线性强度理论（ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｎｏｎｌｉｎｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈｔｈｅｏｒｙ，ＧＮＳＴ）的三维化方法可以使本构模型较好地反映土石料一般应力路径下的应力应变关系。
对某面板堆石坝进行的数值计算，并与监测结果对比，表明三维化后的本构模型能更好地反映堆石坝的变形规律。
因此，基于ＧＮＳＴ的模型三维化方法可以应用于高土石坝设计中，并可以获得较好的预测结果。
关键词 广义塑性本构模型；三维化；真三轴试验；高土石坝ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆａｇｅｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｐｌａｓｔｉｃｍｏｄｅｌｂｙｔｒｕｅｔｒｉａｘｉａｌｔｅｓｔＸＵＪｉａｂｉｎ，ＺＨＡＮＧＢｏＳｈａｎｄｏｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｎｓｕｌｔｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏｒｐ．Ｌｔｄ．，Ｊｉｎａｎ２５００１３，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｐｌａｓｔｉｃｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｐａｎｄｑｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｔｗｏ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｐａｃｅｃａｎｎｏｔｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｍｅｄｉｕｍｐｒｉｎｃｉｐａｌｓｔｒｅｓｓｏｎｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｏｉｌａｎｄｓｔｏｎｅ，ｓｏｉｔｎｅｅｄｓｔｏｂｅｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｔｏｒｅ ｆｌｅｃｔｔｈｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｕｎｄｅｒｇｅｎｅｒａｌｓｔｒｅｓｓｓｔａｔｅ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｓｅｖｅｒａｌｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｃｏｍ ｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｒｕｅｔｒｉａｘｉａｌｔｅｓｔ，ｔｈｅｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎＧＮＳＴｃａｎｍａｋｅｔｈｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｂｅｔｔｅｒｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｓｔｒｅｓｓ ｓｔｒａｉｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｓｏｉｌａｎｄｓｔｏｎｅｕｎｄｅｒｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｓｔｒｅｓｓｐａｔｈ．Ｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆａｃｏｎｃｒｅｔｅｆａｃｅｒｏｃｋｆｉｌｌｄａｍａｎｄｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｃａｎｂｅｔｔｅｒｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｄｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎｌａｗｏｆｔｈｅｒｅａｃｔｏｒｒｏｃｋｆｉｌｌｄａｍ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ３ＤｍｏｄｅｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎＧＮＳＴｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｈｉｇｈｅａｒｔｈ ｒｏｃｋｆｉｌｌｄａｍｓ，ａｎｄｂｅｔｔｅｒｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｍｏｄｅｌ；ｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ；ｔｒｕｅｔｒｉａｘｉａｌｔｅｓｔ；ｈｉｇｈｅａｒｔｈ ｒｏｃｋｄａｍｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６ ８５５４．２０２４．０４．０１００ 引言Ｚｉｅｎｋｉｅｗｉｃｚｅｔａｌ．［１ ２］提出了土体的广义塑性理论，该理论直接定义塑性流动方向张量、加卸载方向张量及塑性模量来构建本构矩阵，并且可以较容易地反映出土的剪胀性、循环荷载变形累积性。
第34卷第20期农业工程学报V ol.34 No.20 286 2018年10月Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Oct. 2018改进颗粒组构力学模型模拟筒仓卸粮成拱细观机理冯 永，李 萌（河南工业大学土木建筑学院，郑州450001）摘要：现有研究表明筒仓卸粮成拱和粮食的内外摩擦密切相关，但现行相关离散元模拟采用单一圆形颗粒，模拟粮食的真实接触面积要小很多，不能客观反映卸粮过程粮食的摩擦情况，也较难还原卸粮成拱现象的细观动态过程。
该文针对离散元模拟中圆形颗粒的内摩擦力小于真实粮食内摩擦力的缺陷，在已有PFC离散元程序基础上，添加了黏度系数较大的微型颗粒模拟粉尘，建立了一种改进颗粒组构力学模型，采用几何方法判断圆形颗粒间的接触情况，推导出基本单元间力-位移关系。
基于典型事故案例和室内试验成果，采用建立的颗粒组构力学模型模拟了卸粮成拱动态过程中圆形大颗粒间以及圆形小颗粒与仓壁之间的力-位移关系。
研究表明在卸粮过程中，切应力在剪切位移达到0.3 mm的过程中，迅速提高，达到最大值切应力的60%，所得的切应力位移图与其应力特征曲线与试验成果基本吻合。
以试验结果曲线各点值为标准值，改进后模拟结果曲线值的标准差相比改进前减小37%，说明曲线相似度更高，利用该模型可更加客观反映筒仓卸粮成拱的动态细观机理。
该文提出的改进颗粒组构力学模型，不仅可用于模拟卸粮成拱机理模拟，而且对于模拟散颗粒流动特性、散体-仓壁相互作用机理都具有一定借鉴意义。
关键词：模型；离散元；力学特性；卸粮成拱；细观机理doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.20.036中图分类号：TU312+.3 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2018)-20-0286-08冯 永，李 萌. 改进颗粒组构力学模型模拟筒仓卸粮成拱细观机理[J]. 农业工程学报，2018，34(20)：286－293.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.20.036 Feng Yong, Li Meng. Simulation of meso-mechanism of silo unloading grain aching based on improved particle composition mechanical model [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(20): 286－293. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.20.036 0 引 言近年来筒仓卸粮成拱相关事故频发，主要起因为大多数筒仓仍采用依靠重力的卸料方法，粮食颗粒在多因素相互作用下的散体物料力学问题下形成拱起，导致应该由仓底承受的压力传递到仓壁，形成破坏。
不同细颗粒含量下土的本构模型参数研究摘要：土颗粒的破碎和在渗流作用下颗粒的流失会造成土体中细粒含量的变化。
土体中细颗粒含量的变化对土的力学特性具有巨大的影响。
作为大坝损坏、坍塌事故的主要原因，土体内部细颗粒的流失对土体力学性质、应力-应变特性变化具有显著影响。
本文结合三轴排水实验数据定性分析侵蚀过程，不同细颗粒含量下土体物理特性、应力-应变关系变化特性。
试验表明细颗粒损失越大，剪胀效应越小，应变从剪胀转变为剪缩。
通过下屈服面剑桥模型较好的模拟了土体在未侵蚀与侵蚀后的力学特性，从而得到各种模型参数。
通过建立模型参数与细颗粒含量的关系，得出了模型参数与细颗粒含量之间的定量关系表达式，进而实现颗粒流失对应力应变关系影响的定量描述方法。
关键词：三轴排水实验；应力-应变特性；下屈服面剑桥模型；模型参数，细颗粒含量0 引言当前世界接近三分之一的堤坝损害是由于土体内部的侵蚀导致的[1]。
在堤坝土体中，包含粗颗粒与细颗粒，粗颗粒构成基本骨架，细颗粒能够在通过渗流作用在粗颗粒构成的基本骨架中运动。
管涌是堤坝破坏最常见的形式，且其发展具有很高的随机性与隐蔽性。
管涌发生的原因是大量细颗粒的流失使土体强度与稳定性降低，最终导致土体失稳引起地基的塌陷或者沉降。
导致土体内部侵蚀的原因有很多，主要包括：冲刷、渗流、土体表面侵蚀等。
在侵蚀过程中，细小颗粒的损失导致土体内部颗粒重新排列，并改变颗粒之间的接触方式，通过细颗粒的传力路径减少，增加土体内部孔隙，使得土体内部变得更易渗透，且压缩性增大。
目前很多学者已经对此方面内容进行研究。
进行了3组不同细粒含量（>0.075mm）的粗细粒混合土的固结排水三轴压缩实验，实验发现：围压相同的条件下，细粒含量较高的混合土样应力水平偏低；在低围压下，试样随偏应力的增加而逐渐体积缩小，而细粒含量越高，体积收缩越小[2]。
通过对原状土样进行共振柱和动三轴实验发现，当细粒含量小于30%时，细颗粒（<0.075mm）含量越高，抗液化强度越低，抗液化强度随细粒含量的增加而上升，这与石杰等的结论一致，这主要是由于在细粒含量少于30%时，细颗粒处于粗颗粒所构成的骨架中起到了类似于“滚珠”的作用，起到了缓冲的作用。
粗粒料剪胀性影响因素分析研究叶洋帆;赵志元;褚福永【摘要】利用前人所做常规三轴试验成果及3种不同密度CID试验和CK0D试验成果,探讨围压、母岩性质、密度及应力路径等因素对粗粒土剪胀性的影响.结果表明:低围压下,粗粒土表现出明显的剪胀趋势,随着围压的增大,剪胀性逐渐减弱,逐渐向剪缩过度;破坏剪胀率与围压之间近似呈幂函数关系;母岩较硬的粗粒土表现出更强的剪胀性;粗粒土的剪胀性随着密度的增加线性增加;相同围压下,粗粒土在K0固结条件下较等压固结条件下剪胀趋势明显.【期刊名称】《丽水学院学报》【年(卷),期】2018(040)005【总页数】5页(P64-68)【关键词】粗粒土;剪胀性;影响因素;破坏剪胀率【作者】叶洋帆;赵志元;褚福永【作者单位】浙江省工程物探勘察院,浙江杭州310005;浙江省工程物探勘察院,浙江杭州310005;丽水学院工学院,浙江丽水323000【正文语种】中文【中图分类】TU411.70 引言粗粒土是指块石、碎石（或砾卵石）、石屑粉等粗颗粒组成的无粘性土混合料以及粘土中含有大量粗颗粒的混合土[1]。
粗粒土具有抗剪强度高、压实性能好、透水性好、沉降小等优点，被广泛应用于土建、水利、港口及交通等工程中。
已有研究表明，粗粒土具有变形的非线性、压硬性、应力路径相关性和剪胀性等描述粗粒土工程特性的关键因素，其中，剪胀性描述得当与否决定了建立的本构模型合理性。
近几十年来，国内外很多学者从不同角度对土体剪胀性进行了大量研究，并取得了一定成果[2-13]。
一些学者对土体剪胀的机理进行了研究[2-6]，如朱俊高[2]在多组粗粒土卸载-再加载试验成果的基础上发现，粗粒料的回弹模量近似在应力水平为0.7时最大。
通过对试验成果的分析发现，造成这一现象的主要原因归结于粗粒土的可恢复性剪胀。
钟晓雄[3]通过研究颗粒材料的剪切变形机制，建立了颗粒体应力与组构量的相互关系，并推导出各向异性组构颗粒体剪胀方程。
!前言剪胀性是土的基本力学特性之一，也是它区别于其它材料的一个本质特征"!#$%。
自从土的剪胀性被发现以来，就引起了广大学者的浓厚兴趣，关于土的剪胀性的研究也不断深入，成果也不断涌现，提出了一系列的应力&剪胀方程"’#(%。
笔者的研究表明")#!*%：主应力轴旋转与应力洛德角变化对土体应力应变关系的影响可以归因于应力增量中广义剪分量引起的剪切变形与剪胀。
依据传统土体弹塑性理论的观点，将土体应变分为弹性应变与塑性应变两部分，弹性应变采用各向同性广义虎克定律计算，塑性变形依据各种塑性建模思想来计算。
塑性体应变增量+!,-一般可表示为+!,-.!+"/#+$式中!，#为塑性系数；+"，+$分别为球应力增量与广义剪应力增量。
上式中后一项#+$即是土体变形的剪胀部分，也就是过去人们一直认为剪胀全部都是不可恢复的。
然而012345与张建民"!!，!6%的砂土循环扭剪实验表明，砂土的剪胀有一部分是可以恢复的。
因而近来土的可恢复剪胀现象受到人们的关注。
沈珠江"!$%从土体剪胀的微观机理出发，将土的剪胀区分为两种不同的胀缩机制：一种与等向硬化和最小势能原理相联系的普遍剪缩机制，与能量的不断耗散有关，是不可恢复的；而另一种是与不等向硬化有关的剪胀机制，这一过程中能量是不断积累的，是可以恢复的，并将一般应力&剪胀方程式改写为!***&(78)&（6**6）*$&*$*’&*7土的可恢复剪胀的一种解释刘元雪!，6，施建勇!（!9河海大学岩土工程研究所，江苏南京6!**8)；69后勒工程学院土木工程系，重庆’***’!）从土的各向异性角度对土的可恢复剪胀现像进行了解释。
基于各向异性情况下的土体弹性本构关系理论分析，认为土的可恢复剪胀现象可部分归因于土的各向异性引起的弹性剪胀。
借助有关土体弹性参数实验结果，研究了应力诱导各向异性对土体弹性剪胀的影响，结果表明：随土体应力诱导各向异性的增大，土体的弹性剪胀也增大。
冲击荷载下颗粒破碎分维变化及能量耗散研究
郭庆;邓朝柱;徐永福;张红日;陈志
【期刊名称】《地下空间与工程学报》
【年(卷),期】2024(20)1
【摘要】颗粒受冲击荷载,发生破碎现象,改变颗粒粒径分布,影响颗粒力学性能。
随着颗粒破碎程度的增加,最终颗粒分布会趋向自相似分布,称为分形分布。
为研究冲击对颗粒破碎粒度分布的影响,通过试验,得到了炉渣颗粒和大理岩颗粒受冲击破碎的颗粒分布曲线及分形维数的变化规律。
研究发现,颗粒受冲击破碎后,不会无限制的破碎;粒度分布符合分形模型;分形维数随破碎程度加深逐渐增大,但存在极限。
最终的分形维数可以与颗粒力学特性建立联系以推导颗粒破碎能耗和颗粒弹性应变能。
考虑颗粒间不同的接触类型,忽略颗粒间摩擦,根据断裂力学理论,建立的颗粒破碎的能量平衡方程可以很好地描述颗粒破碎过程中能量转化的规律。
【总页数】6页(P107-112)
【作者】郭庆;邓朝柱;徐永福;张红日;陈志
【作者单位】中铁十七局集团第一工程有限公司;防城港市交通运输发展促进中心;上海交通大学土木工程系;广西交科集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU41
【相关文献】
1.冲击荷载下钙质砂侧限压缩及颗粒破碎试验研究
2.不同冲击荷载下高温-水冷却花岗岩能量耗散特征研究
3.单轴冲击荷载下冻土能量耗散特性试验研究
4.冲击荷载作用下混杂纤维混凝土能量耗散与破碎分形研究
5.冲击荷载下类煤岩组合体能量耗散与破碎特性分析
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