粗粒料大型单剪试验研究

摘要

随着近年来大型工业与民用建筑建设的兴起与大型土石坝的兴建，堆石、砂石、粗粒料等材料被广泛应用于水利、港口、交通等岩土工程建设中，粗粒料的工程特性研究已经成为许多专家研究的重点。室内试验是研究粗粒料工程特性的重要手段，选取结构简单、传力明确、操作简便等优点而且结果也较实用的试验仪器，对研究粗粒料的工程特性及实际工程具有很重要的意义。本文采用河海大学最新研制的大型单剪、直剪仪对粗粒料进行了一系列的研究工作。主要研究工作及其结论如下： 1．综合分析了目前粗粒料的研究现状，尤其是关于粗粒料颗粒破碎的研究，比较了目前使用较多的室内试验仪器：三轴仪、直剪仪、单剪仪等仪器优缺点。 2．介绍了大型单剪、直剪仪的主要组成部件、结构原理及操作过程；应用该仪器进行了多组单剪试验，比较了单剪与直剪试验结果的差异，着重分析研究了初始干密度不同的粗粒料及初始干密度相同最大粒径不同的粗粒料的试验结果。 3．对初始干密度相同最大粒径不同及初始干密度不同粗粒料试验测得的数据进行了剪胀性分析，发现：剪胀率与剪应力比之间存在线性关系，前人研究发现砂土的剪胀率与剪应力比之间也存在线性关系，说明无粘性土的剪胀率与剪应力比之间存在相关性。 4．对初始干密度不同粗粒料试验测得的数据进行了颗粒破碎分析，发现：颗粒破碎率与剪胀率之间成线性关系；同时从能量的角度由能比原理分别推导出不包含颗粒破碎、包含颗粒破碎的剪胀方程，计算出粗粒料抗剪强度的各种分量；根据颗粒破碎率与颗粒破碎能之间的关系曲线提出颗粒破碎率与颗粒破碎能的关系应分段考虑。

目录

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第一章绪论

1.1引言

1.2粗粒料的研究现状

1.2.1粗粒土的抗剪强度表达式

1.2.2粗粒料变形特性

1.2.3粗粒料超径颗粒研究

1.2.4粗粒料剪胀性研究

1.2.5粗粒料颗粒破碎研究

1.3问题的提出

1.4本文的主要研究工作

第二章试验方案及单剪仪试验测试

2.1试验仪器介绍

2.1.1引言

2.1.2大型单剪、直剪仪介绍

2.2试验方案

2.2.1试验类型的选取

2.2.2试验方案选取

2.2.3试验材料

2.3试验测试

2.3.1直剪试验结果

2.3.2单剪试验结果

2.4单剪与直剪试验结果对比

2.5小结

第三章初始干密度及粒径等量替换对抗剪强度的影响

3.1初始干密度对抗剪强度的影响

3.1.1引言

3.1.2试验结果整理

3.1.3初始干密度对抗剪强度的影响

3.2粒径等量替换对抗剪强度的影响

3.2.1引言

3.2.2试验成果分析

3.2.3粒径等量替换对抗剪强度指标的影响

3.3本章小结

第四章粗粒料剪胀性研究

4.1问题的提出

4.2颗粒材料的剪胀性

4.2.1引言

4.2.2单剪试验剪胀方程

4.3试验结果分析

4.3.1试验数据

4.3.2剪胀率规律

4.3.3剪胀角规律

4.4小结

第五章粗粒料颗粒破碎研究

5.1问题的提出

5.2颗粒破碎研究

5.2.1颗粒破碎研究意义及试验设计

5.2.2颗粒破碎试验仪器

5.2.3颗粒分析试验方法

5.2.4颗粒破碎试验标准

5.2.5颗粒破碎量化指标的选取

5.2.6颗粒破碎的试验结果

5.3颗粒破碎与剪胀性的关系

5.3.1颗粒破碎机理及破碎与剪胀的关系

5.3.2破碎率与剪胀性

5.4颗粒破碎的能量分析

5.4.1颗粒材料抗剪强度分量

5.4.2基本内摩擦角的确定

5.4.3抗剪强度的分量

5.4.4剪切带宽度确定

5.4.4颗粒破碎能的求取

5.4.5颗粒破碎率与破碎能的关系

5.5小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢