›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (9): 3113-3120.doi: 10.16285/j.rsm.2017.2426

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

钙质土颗粒咬合作用机制

王新志1,翁贻令1, 2,王 星1, 3,陈伟俊1, 2   

  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. 广西大学 海洋学院,广西 南宁 530004;3. 中国科学院大学,北京 100049
  • 收稿日期:2017-12-05 出版日期:2018-09-11 发布日期:2018-10-08
  • 作者简介:王新志,男,1981年生,博士,副研究员,主要从事珊瑚礁工程地质及岩土力学特性的研究。
  • 基金资助:

    自然科学基金面上項目(No. 41572297,No.41372318);中国科学院战略性先导科技专项(A类)资助(No.XDA13010203)。

Interlocking mechanism of calcareous soil

WANG Xin-zhi1, WENG Yi-ling1, 2, WANG Xing1, 3, CHEN Wei-jun1, 2   

  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. School of Marine Sciences, Guangxi University, Nanning, Guangxi 530004, China; 3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
  • Received:2017-12-05 Online:2018-09-11 Published:2018-10-08
  • Supported by:

    This work was supported by the General Program of National Natural Science Foundation of China (41572297, 41372318) and the Strategic Priority Research Program of Chinese Academy of Sciences (XDA13010203).

摘要: 形状不规则的钙质土在剪切应力作用下土颗粒之间存在咬合作用,从而使抗剪强度显著提高。为研究钙质土颗粒的咬合作用机制,针对不同粒径的钙质土开展三轴固结不排水和固结排水试验,并对颗粒形状进行了分析,揭示了钙质土咬合力的形成机制和表现形式。研究表明:①不规则的颗粒形状是钙质土产生咬合力的前提条件;②在不同粒径的钙质土中,因不同形状颗粒的含量存在差异导致咬合力大小也不同;③咬合力大小受应力水平影响较为明显,在低围压下咬合作用导致剪胀而提高内摩擦角;在高围压下咬合作用克服颗粒强度做功,造成颗粒破碎,提高黏聚力值而降低有效内摩擦角。钙质土颗粒之间的咬合对强度有明显增强作用,在工程设计中应充分考虑咬合力的影响。

关键词: 钙质土, 抗剪强度, 颗粒咬合, 剪胀, 颗粒破碎

Abstract: The interlocking effect of calcareous soil due to irregular particle shapes increases the shear strength markedly under shearing. To investigate the interlocking mechanism of calcareous soil, a series of triaxial tests was carried out for different particle sizes under consolidated undrained and consolidated drained conditions. Particle shape analysis was also conducted to reveal the formation mechanism and manifestation of occlusal force of calcareous soil. The test results show that: 1) irregular shape is the prerequisite for the occlusion of calcareous soil particles; 2) the difference in the content of particles for different shapes in calcareous soil with different particle sizes results in different values of occlusal force; 3)the occlusal force of calcareous soil is obviously affected by the stress level. Under low confining pressure, the occlusal action causes dilatancy and increases the internal friction angle. Conversely, under high confining pressure, the occlusal action causes particle breakage, raises cohesion, but reduces the internal friction angle. The occlusion of calcareous soil has obvious enhancement on the strength. Therefore, the occlusion of calcareous soil should be considered in engineering design work of coral reef.

Key words: calcareous soil, shear strength, particle occlusion, shear dilation, particle breakage

中图分类号: 

  • TU 411
[1] 王 军, 胡惠丽, 刘飞禹, 蔡袁强, . 粒孔比对筋土界面直剪特性的影响[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 115-122.
[2] 陈 曦, 曾亚武, 孙翰卿, 任树林, 刘 伟. 岩石节理峰值抗剪强度新模型[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 123-130.
[3] 朱长歧, 崔 翔, 胡明鉴, 王新志, 唐健健, . 钙质土电导率和渗透性的相关研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 142-148.
[4] 陈 锋, 张青庆, 姚 威, 叶良良, . 含泥盐岩的扩容特性与剪胀角模型[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 195-201.
[5] 张 磊, 刘 慧, 王铁行. 固结与不固结条件下黄土-混凝土接触面剪切试验[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 238-244.
[6] 陈瑞锋,田高源,米栋云,董晓强,. 赤泥改性黄土的基本工程性质研究[J]. , 2018, 39(S1): 89-97.
[7] 董金玉,王 闯,周建军,杨继红,李严威,. 泡沫改良砂卵石土的试验研究[J]. , 2018, 39(S1): 140-148.
[8] 许年春,吴同情,皮海洋,游 磊,吴 越,. 基于柔性承载板载荷试验的土抗剪强度参数反演研究[J]. , 2018, 39(S1): 227-234.
[9] 崔国建,张传庆,刘立鹏,周 辉,程广坦,. 锚杆杆体–砂浆界面力学特性的剪切速率效应研究[J]. , 2018, 39(S1): 275-281.
[10] 纪文栋,张宇亭,王 洋,裴文斌, . 循环单剪下珊瑚钙质砂和普通硅质砂剪切特性对比研究[J]. , 2018, 39(S1): 282-288.
[11] 曾志雄,孔令伟,李晶晶,李聚昭, . 干湿-冻融循环下延吉膨胀岩的力学特性及其应力-应变归一化[J]. , 2018, 39(8): 2895-2904.
[12] 杨和平,唐咸远,王兴正,肖 杰,倪 啸,. 有荷干湿循环条件下不同膨胀土抗剪强度基本特性[J]. , 2018, 39(7): 2311-2317.
[13] 徐 筱,赵成刚,蔡国庆,. 区分毛细和吸附作用的非饱和土抗剪强度模型[J]. , 2018, 39(6): 2059-2064.
[14] 黄宏翔,陈育民,王建平,刘汉龙,周晓智,霍正格, . 钙质砂抗剪强度特性的环剪试验[J]. , 2018, 39(6): 2082-2088.
[15] 张小燕,蔡燕燕,王振波,江芸倩,. 珊瑚砂高压力下一维蠕变分形破碎及颗粒形状分析[J]. , 2018, 39(5): 1573-1580.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 单 炜,刘红军,杨 林,郭 颖,孙玉英. 季冻区土质路堑边坡浅层含水率变化研究[J]. , 2008, 29(S1): 335 -340 .
[2] 贾金青,王海涛,涂兵雄,孟 刚. 管棚力学行为的解析分析与现场测试[J]. , 2010, 31(6): 1858 -1864 .
[3] 聂世锋;. YSZ-2型遥测岩石声发射自控告时机[J]. , 1984, 5(1): 65 -71 .
[4] 朱志华 ,刘 涛 ,单红仙. 土岩结合条件下深基坑支护方式研究[J]. , 2011, 32(S1): 619 -0623 .
[5] 常金源 ,包 含 ,伍法权 ,常中华 ,罗 浩,. 降雨条件下浅层滑坡稳定性探讨[J]. , 2015, 36(4): 995 -1001 .
[6] 陈尤雯; 赵凌; 吴玉山;. 土高压三轴仪及数据自动处理[J]. , 1988, 9(4): 75 -84 .
[7] 许四法,王国才,王 哲. 温度和填埋高度引起的垃圾填埋场边坡部土工膜张拉力评价[J]. , 2010, 31(10): 3120 -3124 .
[8] 胡 伟,王 宏,肖天崟. 桩体长径比对桩基动力特性的影响研究[J]. , 2010, 31(9): 2845 -2848 .
[9] 杨 威 ,梁发云 ,陈海兵 , . 大规模群桩基础相互作用近似解耦方法[J]. , 2015, 36(S1): 137 -141 .
[10] 唐 海,万 文,刘金海. 基于未确知测度理论的地下洞室岩体质量评价[J]. , 2011, 32(4): 1181 -1185 .