岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (1): 123-131.doi: 10.16285/j.rsm.2019.0572

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

含碳酸盐混合砂的三轴剪切试验研究

李小刚1,朱长歧2,崔翔2, 3,张珀瑜4,王睿4   

  1. 1. 中机三勘岩土工程有限公司,湖北 武汉430024;2.中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室,湖北 武汉 430071; 3. 中国科学院大学,北京 100049;4. 桂林理工大学 土木与建筑工程学院,广西 桂林 541006
  • 收稿日期:2019-03-26 修回日期:2019-07-23 出版日期:2020-01-13 发布日期:2020-01-05
  • 通讯作者: 朱长歧,男,1963年生,硕士,研究员,博士生导师,主要从事珊瑚岛礁的工程地质、水文地质以及生物碳酸盐类岩土的工程特性等方面的研究工作。E-mail: cqzhu@whrsm.ac.cn E-mail:286871233@qq.com
  • 作者简介:李小刚,男,1993年生,硕士,工程师,主要从事岩土工程勘察及设计等相关方面的工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(No. 41877271,No. 41372318,No. 41330642);中国科学院战略性先导科技专项(A类)(No. XDA13010300)

Experimental study of triaxial shear characteristics of carbonate mixed sand

LI Xiao-gang1, ZHU Chang-qi2, CUI Xiang2, 3, ZHANG Po-yu4, WANG Rui4   

  1. 1. China Machinery Tidi Geotechnical Engineering Co., Ltd., Wuhan, Hubei 430024, China; 2. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei 430071, China; 3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing100049, China; 4. College of Civil Engineering and Architecture, Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi 541006, China
  • Received:2019-03-26 Revised:2019-07-23 Online:2020-01-13 Published:2020-01-05
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (41877271, 41372318, 41330642) and the Strategic Pilot Science and Technology Special Foundation of Chinese Academy of Sciences (XDA13010300).

摘要: 含碳酸盐混合砂作为一种特殊的岩土材料主要分布于热带沿海地区,独特的成因和组构使得其具有不同于陆源砂的岩土工程特性。针对取自我国南海的珊瑚砂与取自长江流域石英砂按不同质量百分比配制而成的混合砂,开展不同围压下的三轴固结排水剪切试验,研究不同碳酸钙含量混合砂的剪切特性。结果表明:(1)混合砂峰值强度随有效围压和碳酸钙含量的增加呈近似线性增长;(2)围压及碳酸含量是影响混合砂剪胀特性的主要参数,随着碳酸盐含量的增加,胀缩转换点及其对应的轴向应变量增大;(3)随着碳酸盐含量的增加,混合砂的黏聚力呈线性增加趋势,峰值内摩擦角?f缓慢增长;(4)混合砂的相对破碎率Br随碳酸钙含量及围压的增加而增加。

关键词: 含碳酸盐混合砂, 碳酸钙含量, 抗剪强度, 颗粒破碎

Abstract: Mixed sand containing carbonate, as a special geo-material, is mainly distributed in tropical coastal areas. Its unique genesis and composite structure result in different geotechnical engineering characteristics compared to terrigenous sand. Triaxial tests were carried out on the mixed sand with different contents of calcium carbonate under different confining pressures. The testing materials were prepared with coral sand from the South China Sea and silicon sand from the Changjiang River with different mass percentages. The results show that: 1) the peak strength increases approximately linearly with the increase of effective confining pressure and calcium carbonate content; 2) confining pressure and carbonate content are the main parameters influencing the dilatancy characteristics of the mixed sand. The increase of carbonate content results in the transition point between dilation and contraction response and its corresponding axial strain to increase; 3) with the increase of carbonate content, the peak value of cohesion increases linearly and the internal friction angle increase slightly; 4) the relative crushing rate of mixed sand increases with the increase of the calcium carbonate content and confining pressure.

Key words: carbonate mixed sand, calcium carbonate content, shear strength, particle breakage

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[1] 桂跃, 吴承坤, 赵振兴, 刘声钧, 刘锐, 张秋敏. 微生物分解有机质作用对泥炭土工程性质的影响[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 147-155.
[2] 刘杰, 杨玉婳, 姚海林, 卢正, 岳婵, . 基于不同改性方法的分散性黏土处治试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 163-170.
[3] 邹先坚, 王益腾, 王川婴. 钻孔图像中岩石结构面三维形貌特征及 优势抗滑方向研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 290-298.
[4] 瑜璐, 杨庆, 杨钢, 张金利. 塑性极限分析鱼雷锚锚尖贯入阻力[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1953-1962.
[5] 褚福永, 朱俊高, 翁厚洋, 叶洋帆. 粗粒料级配缩尺后最大干密度试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1599-1604.
[6] 刘建民, 邱月, 郭婷婷, 宋文智, 谷川, . 饱和粉质黏土静剪强度与振动后 静剪强度对比研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 773-780.
[7] 涂园, 王奎华, 周建, 胡安峰, . 有效应力法和有效固结压力法在预压地基 强度计算中的应用[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 645-654.
[8] 张晨阳, 谌民, 胡明鉴, 王新志, 唐健健, . 细颗粒组分含量对钙质砂抗剪强度的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 195-202.
[9] 王欢, 陈群, 王红鑫, 张文举, . 不同压实度和基质吸力的粉煤灰三轴试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 224-230.
[10] 郑耀林, 章荣军, 郑俊杰, 董超强, 陆展, . 絮凝-固化联合处理超高含水率 吹填淤泥浆的试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3107-3114.
[11] 张凌凯, 王睿, 张建民, 唐新军, . 考虑颗粒破碎效应的堆石料静动力本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2547-2554.
[12] 彭宇, 丁选明, 肖杨, 楚剑, 邓玮婷, . 基于染色标定与图像颗粒分割的 钙质砂颗粒破碎特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2663-2672.
[13] 孔宪京, 宁凡伟, 刘京茂, 邹德高, 周晨光, . 应力路径和干湿状态对堆石料颗粒破碎的影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2059-2065.
[14] 洪本根, 罗嗣海, 胡世丽, 王观石, 姚康, . 基质吸力对非饱和离子型稀土抗剪强度的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2303-2310.
[15] 周小文, 程 力, 周 密, 王 齐, . 离心机中球形贯入仪贯入黏土特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1713-1720.
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