岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (3): 877-885.doi: 10.16285/j.rsm.2019.0926

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于Weibull分布的红砂岩颗粒崩解破碎演化规律

张宗堂1, 2，高文华2，张志敏2，唐骁宇2，邬俊2   

  1. 1. 湖南科技大学 资源环境与安全工程学院，湖南 湘潭 411201； 2. 湖南科技大学 岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室，湖南 湘潭 411201
  • 收稿日期:2019-05-23 修回日期:2019-07-31 出版日期:2020-03-11 发布日期:2020-05-25
  • 通讯作者: 高文华，男，1962年生，博士，教授，博士生导师，主要从事岩土工程和地下结构工程的研究。E-mail: wenhuagao@163.com E-mail: zongtangzhang@hnust.edu.cn
  • 作者简介:张宗堂，男，1991年生，博士研究生，主要从事岩土工程方面的研究。
  • 基金资助:
    湖南省自然科学基金（No.2020JJ40176）；湖南省教育厅重点科研资助项目（No.16A073）；湖南省研究生科研创新项目（No.CX20190790）；湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测省重点实验室开放基金资助项目（No.E21807）。

Evolution of particle disintegration of red sandstone using Weibull distribution

ZHANG Zong-tang1, 2, GAO Wen-hua2, ZHANG Zhi-min2, TANG Xiao-yu2, WU Jun2   

  1. 1. School of Resource & Environment and Safety Engineering, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan, Hunan 411201, China; 2. Hunan Provincial Key Laboratory of Geotechnical Engineering for Stability Control and Health Monitoring, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan, Hunan 411201, China
  • Received:2019-05-23 Revised:2019-07-31 Online:2020-03-11 Published:2020-05-25
  • Supported by:
    This work was supported by the Natural Science Foundation of Hunan Province(2020JJ40176),the Key Scientific Research Projects of Hunan Provincial Department of Education (16A073), Hunan Provincial Innovation Foundation For Postgraduate (CX20190790) and the Open Research Fund Program of Hunan Provincial Key Laboratory of Geotechnical Engineering for Stability Control and Health Monitoring, Hunan University of Science and Technology (E21807).

PDF (Chinese)

271

摘要： 红砂岩在我国分布广泛，由于含水率的变化使其崩解破碎十分显著。采用湖南株洲地区的红砂岩样，进行室内静态与扰动崩解试验。基于Weibull分布建立了红砂岩颗粒崩解破碎级配曲线演化模型，分析了模型参数λ与k的意义。分析表明，Weibull分布参数λ与k的大小及变化速率体现了红砂岩颗粒崩解破碎的演化过程。在建立模型的基础上，求得了相对崩解比的计算公式，并验证了计算公式的正确性。依据试验结果与模型计算值，讨论了耐崩解性指数与崩解比的异同及所采用试验方法的不同对试验结果造成的影响。在已有成果的基础上，验证了Weibull分布模型应用于岩石颗粒崩解破碎演化过程的可行性。

关键词: 红砂岩, 崩解, 破碎, Weibull分布, 干湿循环

Abstract: Red sandstone is widely distributed in China, and its disintegration is very significant due to changes in water content. The red sandstone samples from Zhuzhou area of Hunan Province were used to conduct laboratory static and disturbed disintegration tests. Then, an evolution model of gradation curve of particle disintegration of red sandstone was established based on the Weibull distribution, and the model parameters λ and k were analyzed, the value and change rate of the two parameters reflect the evolutionary process of particle disintegration and breakage of red sandstone. Moreover, on the basis of established model, the calculation formula of the relative disintegration ratio was obtained, and the correctness of the formula was verified. Furthermore, according to the test results and the values of model calculation, the similarities and differences between the slaking durability index and the disintegration ratio, and the effects of different test methods on the test results were discussed. Finally, the feasibility of application of Weibull distribution model to the evolution of rock particle disintegration is verified based on the existing researches.

Key words: red sandstone, disintegration, breakage, Weibull distribution, drying and wetting cycle

中图分类号: 

  • TU 458
[1] 蒋浩鹏, 姜谙男, 杨秀荣. 基于Weibull分布的高温岩石统计损伤 本构模型及其验证[J]. 岩土力学, 2021, 42(7): 1894-1902.
[2] 刘越, 陈东霞, 王晖, 于佳静, . 干湿循环下考虑裂隙发育的残积土边坡响应分析[J]. 岩土力学, 2021, 42(7): 1933-1943.
[3] 吕亚茹, 王冲, 黄厚旭, 左殿军, . 珊瑚砂细观颗粒结构及破碎特性研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 352-360.
[4] 孙壮壮, 马刚, 周伟, 王一涵, 陈远, 肖海斌. 颗粒形状对堆石颗粒破碎强度尺寸效应的影响[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 430-438.
[5] 杨括宇, 陈从新, 夏开宗, 宋许根, 张伟, 张褚强, 王田龙. 崩落法开采金属矿巷道围岩破坏机制的断层效应[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 279-289.
[6] 叶阳, 曾亚武, 杜欣, 孙翰卿, 陈曦, . 球形砾石碰撞损伤破碎三维离散元模拟研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 368-378.
[7] 孟敏强, 王磊, 蒋翔, 汪成贵, 刘汉龙, 肖杨, . 基于尺寸效应的粗粒土单颗粒破碎试验及数值模拟[J]. 岩土力学, 2020, 41(9): 2953-2962.
[8] 展亚太, 王金安, 李飞, 杨柳, . 断层破碎带剪切作用下力链结构及演化 光弹试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2627-2635.
[9] 李昆鹏, 赵晓彦, 肖 典, 李 晋. 酸雨水化学损伤加剧粉砂质泥岩崩解机制研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2693-2702.
[10] 高玮, 胡承杰, 贺天阳, 陈新, 周聪, 崔爽, . 基于统计强度理论的破裂岩体本构模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2179-2188.
[11] 蔡改贫, 宣律伟, 张雪涛, 郭晋. 多尺度内聚颗粒模型破碎过程研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1809-1817.
[12] 潘锐, 程桦, 王雷, 王凤云, 蔡毅, 曹广勇, 张朋, 张皓杰, . 巷道浅层破碎围岩锚注加固承载特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1887-1898.
[13] 张庆艳, 陈卫忠, 袁敬强, 刘奇, 荣驰, . 断层破碎带突水突泥演化特征试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1911-1922.
[14] 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.
[15] 程昊, 唐辉明, 吴琼, 雷国平. 一种考虑水力滞回效应的非饱和土弹塑性扩展 剑桥本构模型显式算法有限元实现[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 676-686.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 魏 丽，柴寿喜，蔡宏洲，王晓燕，李 敏，石 茜. 麦秸秆加筋材料抗拉性能的实验研究[J]. , 2010, 31(1): 128 -132 .
[2] 黄庆享，张 沛，董爱菊. 浅埋煤层地表厚砂土层“拱梁”结构模型研究[J]. , 2009, 30(9): 2722 -2726 .
[3] 荆志东，刘俊新. 红层泥岩半刚性基床结构动态变形试验研究[J]. , 2010, 31(7): 2116 -2121 .
[4] 刘争宏，廖燕宏，张玉守. 罗安达砂物理力学性质初探[J]. , 2010, 31(S1): 121 -126 .
[5] 雷金波，陈从新. 基于双曲线模型的带帽刚性桩复合地基荷载传递机制研究[J]. , 2010, 31(11): 3385 -3391 .
[6] 王登科，刘 建，尹光志，韦立德. 突出危险煤渗透性变化的影响因素探讨[J]. , 2010, 31(11): 3469 -3474 .
[7] 樊恒辉，高建恩，吴普特，娄宗科. 水泥基土壤固化剂固化土的物理化学作用[J]. , 2010, 31(12): 3741 -3745 .
[8] 张成平，张顶立，骆建军，王梦恕，吴介普. 地铁车站下穿既有线隧道施工中的远程监测系统[J]. , 2009, 30(6): 1861 -1866 .
[9] 王 军，曹 平，李江腾，刘业科. 降雨入渗对流变介质隧道边坡稳定性的分析[J]. , 2009, 30(7): 2158 -2162 .
[10] 张雪婵 ，龚晓南 ，尹序源 ，赵玉勃. 杭州庆春路过江隧道江南工作井监测分析[J]. , 2011, 32(S1): 488 -0494 .
版权所有 © 《岩土力学》编辑部
地址：湖北武汉武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所(430071)　邮编：200042　电话：027-87198484, 87199252, 87199253, 87198752　E-mail: ytlx@whrsm.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发