岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (S1): 461-475.doi: 10.16285/j.rsm.2022.1591

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

珊瑚砂界限干密度确定方法的比较研究

瞿茹1, 2,朱长歧1,刘海峰1,王天民1, 2,马成昊1, 2,王星3   

  1. 1. 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; 2. 中国科学院大学,北京 100049;3. 广州大学 土木工程学院,广东 广州510006
  • 收稿日期:2022-10-13 接受日期:2023-01-03 出版日期:2023-11-16 发布日期:2023-11-19
  • 通讯作者: 朱长歧,男,1963年生,博士,研究员,博士生导师,主要从事海洋工程地质、珊瑚礁岩土的力学特性、地基加固理论的研究及实践。E-mail:cqzhu@whrsm.ac.cn E-mail:quru2019@163.com
  • 作者简介:瞿茹,女,2000年生,硕士研究生,主要从事珊瑚砂颗粒物理力学特性方面的研究。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划(No.2021YFC3100604);国家自然科学基金资助项目(No.42277185,No.41877271)

A comparative study of methods for determining boundary dry density of coral sand

QU Ru1, 2, ZHU Chang-qi1, LIU Hai-feng1, WANG Tian-min1, 2, MA Cheng-hao1, 2, WANG Xing3   

  1. 1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei 430071, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3. School of Civil Engineering, Guangzhou University, Guangzhou, Guangdong 510006, China
  • Received:2022-10-13 Accepted:2023-01-03 Online:2023-11-16 Published:2023-11-19
  • Supported by:
    This work was supported by the National Key R&D Program of China(2021YFC3100604) and the Natural Science Foundation of China (42277185, 41877271).

摘要:

界限干密度(包含最大及最小干密度)是影响砂土力学性质的重要参数,将国标规范中干密度测定方法应用于岛礁珊瑚砂时,该类砂在干密度测定过程中产生了不可忽略的颗粒破碎,使得测定结果严重失真。分别采用中国(GB)、美国(ASTM)、日本(JIS)三国的相关规范,开展了针对珊瑚砂的界限干密度测定方法的比较研究;并与ISO标准砂的测定结果进行对比,进而提出适合于珊瑚砂干密度测定的建议方法。研究结果表明:对于不同粒径的珊瑚砂与标准砂,3种规范最小干密度测定结果为: ρjisdminρGBdminρASTMdmin;最大干密度测定结果为: ρJISdmaxρGBdmax ≈ρASTMdmax 。珊瑚砂与标准砂在3种规范中干密度差异性大小Δρd随粒径变化规律存在显著的区别。随着含水率的增大,珊瑚砂的最大最小干密度均为: ρJISdρGBdρASTMd;不同规范间干密度差异性大小随含水率的增加先增大后基本保持不变。中国规范在干密度测定过程中的颗粒破碎远大于美国规范和日本规范。综合来看,美国规范所采用的干密度测定方法具有砂样状态定义清晰、操作简单、适用粒径范围广、界限干密度测定结果理想、颗粒破碎量少且干密度测定结果离散性小等优点,因而是一种适合珊瑚砂界限干密度测定的方法。

关键词: 珊瑚砂, 干密度测定方法, 颗粒破碎, 含水率, 相对密度

Abstract: The boundary dry density (including the maximum and the minimum dry density) is an important parameter affecting the mechanical properties of sand. When the method for determination of dry density in the Chinese specification is applied to the coral sand from the island reefs, the particle breakage of coral sand cannot be ignored during the procedure of measuring dry density, which will introduce great errors to the results. In this paper, the specifications of China, the United States and Japan were adopted to conduct a comparative study of methods for determining the boundary dry density of coral sand. Furthermore, the results of ISO standard sand were compared, thereby proposing a recommended method which was suitable for determining the boundary dry density of coral sand. The results demonstrate that the results of the minimum dry density determined by the three specifications mentioned above are ρjisdmin< ρGBdmin< ρASTMdmin  for coral sand and standard sand with different particle sizes; and the maximum dry density results determined are ρJISdmaxρGBdmax ≈ρASTMdmax . The dry density difference (Δρd) between coral sand and standard sand measured by the three specifications varies dramatically with the particle size. With the increase of moisture content, the maximum and the minimum dry densities of coral sand both present the trend of ρJISdρGBd < ρASTM; and the difference in dry density between different specifications increases with increasing moisture content, and remains stable subsequently. The Chinese specification for particle breakage in the dry density determination process is much larger than the American specification and the Japanese specification. In summary, the determination method of dry density adopted by the American specification has the advantages of clear definition of sand sample state, simple operation, wide range of particle size, ideal dry density results, less particle breakage and small discreteness of dry density results, thus it is a suitable method for the determination of dry density of coral sand.

Key words: coral sand, methods for determination of dry density, particle breakage, moisture content, relative density

中图分类号: 

  • TU 441
[1] 王朝辉, 问鹏辉, 宋亮, 牛亮亮, 奚鹤, . 基于颗粒破碎特性的盐岩集料基层级配组成设计研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(2): 340-352.
[2] 张季如, 陈敬鑫, 王 磊, 彭伟珂. 三轴剪切过程中排水条件对钙质砂颗粒破碎、变形和强度特性的影响[J]. 岩土力学, 2024, 45(2): 375-384.
[3] 杨阳, 王乐, 马建华, 童晨曦, 张春会, 王智超, 田英辉, . 考虑颗粒破碎影响的钙质砂中海底管道贯入机制研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(2): 623-632.
[4] 彭宇, 张虎元, 周光平, 谭煜, . 酒精湿化法调配压实膨润土缓冲回填材料含水率研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(1): 235-244.
[5] 刘德仁, 张转军, 王旭, 张艳丰, 安政山, 金芯, . 水蒸汽增湿重塑非饱和黄土地基现场应用参数研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 73-82.
[6] 马成昊, 朱长歧, 瞿茹, 刘海峰, 王天民, 胡涛, . 中国南海珊瑚砂的多尺度颗粒形貌特征分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 117-126.
[7] 洪义, 郑博文, 姚梦浩, 王立忠, 孙海泉, 许冬, . 深海硅藻土微观结构及一维压缩特性研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 268-276.
[8] 刘杰锋, 李飒, 段贵娟, 王奕霖, . 稳态剪切条件下中国南海软黏土的相态转变特性及流变模型[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 341-349.
[9] 杨铮涛, 秦悠, 吴琪, 陈国兴, . 循环加载频率对饱和珊瑚砂液化特性的影响[J]. 岩土力学, 2023, 44(9): 2648-2656.
[10] 赵津桥, 丁选明, 刘汉龙, 欧强, 蒋春勇, . 珊瑚砂振冲密实加固响应室内模型试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(8): 2327-2336.
[11] 冉宇玲, 柏巍, 孔令伟, 李雪梅, 樊恒辉, 杨秀娟, . 基于频域反射的细粒土压实度检测方法与误差评估[J]. 岩土力学, 2023, 44(8): 2458-2470.
[12] 秦悠, 杜歆宇, 马维嘉, 吴琪, 陈国兴, . 不同循环应力路径下饱和珊瑚砂超静孔压增长的改进应力模型[J]. 岩土力学, 2023, 44(6): 1729-1738.
[13] 张延杰, 何萌, 宋萌, 曹立, 赵海涛, 李梅. 富水砂卵石地层力学特性研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(6): 1739-1747.
[14] 张季如, 郑颜军, 彭伟珂, 王磊, 陈敬鑫. 填土应力路径下珊瑚砂幂律应力-应变模型的适用性研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(5): 1309-1318.
[15] 骆赵刚, 丁选明, 欧强, 蒋春勇, 方华强, . 土工格栅加筋珊瑚砂的强度及变形特性试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(4): 1053-1064.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 殷 杰,高玉峰,洪振舜. 连云港软黏土的不排水强度试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3297 -3301 .
[2] 陈绍杰,郭惟嘉,杨永杰. 煤岩蠕变模型与破坏特征试验研究[J]. , 2009, 30(9): 2595 -2598 .
[3] 赵炼恒,罗 强,李 亮,杨 峰,但汉成. 层状岩体边坡动态稳定性拟静力上限分析[J]. , 2010, 31(11): 3627 -3634 .
[4] 刘小丽,张丹丹,刘 凯,苏媛媛. 一种直剪式模型试验设备的设计及应用[J]. , 2010, 31(S2): 475 -480 .
[5] 康永君,杨 军,宋二祥. 地震作用下边坡安全系数时程计算及参数研究[J]. , 2011, 32(1): 261 -268 .
[6] 卢坤林,杨 扬. 考虑位移影响的主动土压力近似计算方法[J]. , 2009, 30(2): 553 -557 .
[7] 李荣建,于玉贞,吕 禾,李广信. 饱和砂土地基上抗滑桩加固边坡的动力离心模型试验研究[J]. , 2009, 30(4): 897 -902 .
[8] 周万欢 ,殷建华. 上覆压力和剪胀作用下土钉抗拔的有限元模拟[J]. , 2011, 32(S1): 691 -0696 .
[9] 钱建固 ,黄茂松. 土体塑性各向异性的微宏观机理分析[J]. , 2011, 32(S2): 88 -93 .
[10] 朱崇辉 ,王增红 ,希罗科夫 B. H.. 单点击实法击实试验研究[J]. , 2012, 33(1): 60 -64 .