不同因素影响下层间错动带颗粒破碎和剪切强度特性试验研究

›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (1): 13-22.

不同因素影响下层间错动带颗粒破碎和剪切强度特性试验研究

赵阳^{1, 2}，周辉¹，冯夏庭¹，邵建富^{1, 3}，江权¹，闵弘¹，江亚丽⁴，黄可⁴

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试验室，武汉 430071；2. 华北水利水电学院资源与环境学院，郑州 450011； 3. 法国里尔科技大学里尔力学试验室，法国里尔 59655；4. 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院，杭州 310014

收稿日期:2011-09-30 出版日期:2013-01-10 发布日期:2013-01-10
通讯作者: 周辉：男，1972年生，博士，研究员，博士生导师，主要从事岩石力学与工程方面的研究工作。E-mail: hzhou@whrsm.ac.cn E-mail:china.zhaoyang@hotmail.com
作者简介:赵阳，男，1985年生，博士研究生，主要从事岩土力学试验与数值模拟方面的研究工作。
基金资助:
国家重点基础研究发展计划(973)项目(No. 2010CB732006)；国家自然科学基金(No. 50979104)；中国科学院知识创新工程重要方向项目 (No. KZCX2-EW-QN115)。

Particle crushing and shear behaviour of an infilled joint soil under different conditions

ZHAO Yang^{1, 2}，ZHOU Hui¹，FENG Xia-ting¹，SHAO Jian-fu^{1, 3}，JIANG Quan¹， MIN Hong¹，JIANG Ya-li⁴，HUANG Ke⁴

1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China; 2. School of Resources and Environment, North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power, Zhengzhou 450011, China; 3. Laboratory of Mechanics of Lille, Lille University of Sciences and Technology, Lille 59655, France; 4. Hydrochina Huadong Engineering Corporation, Hangzhou 310014, China

Received:2011-09-30 Online:2013-01-10 Published:2013-01-10

摘要/Abstract

摘要： 为了获得不同初始颗粒粒径分布和含水率对层间错动带颗粒破碎和剪切强度特性的影响，通过对比泥夹碎屑、泥夹粉砂、全泥型3种不同层间错动带类型与现场3种不同含水率（10%、7%和3%）试样在法向压力2～10 MPa作用下的反复直剪试验和剪切面颗粒粒径分析试验结果，可得出以下结论：①粗颗粒越多（d60越大），采用相对颗粒破碎势Br量化的颗粒破碎程度越大；②较干颗粒（低含水率）由于磨损产生了更多的细小颗粒，而较湿颗粒（高含水率）由于破裂和摩擦产生了较大颗粒；③粗颗粒仅对峰值抗剪强度产生一定的影响，且粗颗粒越多，残余强度包线非线性越强；④黏聚力和内摩擦角随含水率线性减小，且低含水率试样残余强度包线非线性最强；⑤残余内摩擦角随颗粒破碎后的黏粒含量（<2 μm）线性减小。提出的残余内摩擦角初步预测公式可供实际工程参考。

关键词: 层间错动带, 反复直剪, 残余抗剪强度, 高压, 颗粒破碎, 颗粒粒径分布

Abstract: The results of the samples with three different types of infilled joint soils (mud with fragment, mud with sand and muddy) and the ones with three different water contents (10% ,7% and 3%)around the in-situ water content by the reversal direct shear tests (normal stress is between 2 MPa and 10 MPa) and particle size distribution (PSD) tests (around the shear zones) were compared to get the effects of the different initial particle size distributions and water contents on the infilled joint soil. Some conclusions are drawn as follows. ①The degree of particle crushing is higher quantified by Br index (relative particle crushing potential) for the coarser particles (d60 is greater). ② Dry particles (lower water content) tend to crush to tiny particles due to abrasion and wet particles (higher water content) generate more relative large particles due to fracture or attribution. ③ Coarse particles have limited effect on the peak strength; besides nonlinearity of residual strength envelope is higher for coarser particles(d60 is greater). ④ Cohesion and friction angle decrease linearly with water content; moreover the samples with lower contents have a higher nonlinear residual strength envelope. ⑤ The residual friction angle decreases linearly with clay fraction; in addition, the equation proposed could be used to estimate the residual friction angle of the infilled joint soils preliminarily in practice.

Key words: infilled joint soil, multi-reversal direct shear, residual shear strength, high pressure, particle crushing, particle size distribution

中图分类号:

TU 452

赵阳，周辉，冯夏庭，邵建富，江权，. 不同因素影响下层间错动带颗粒破碎和剪切强度特性试验研究[J]. , 2013, 34(1): 13-22.

ZHAO Yang ，ZHOU Hui ，FENG Xia-ting ，SHAO Jian-fu ，JIANG Quan ，. Particle crushing and shear behaviour of an infilled joint soil under different conditions[J]. , 2013, 34(1): 13-22.

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