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

中图分类号: TU 411
[1] 方薇, 吴润丰, 周春梅, . 基于包络壳模型的非饱和土朗肯被动土压力[J]. 岩土力学, 2025, 46(9): 2885-2893.
[2] 劳国峰, 阳军生, 谢亦朋, 汤冲, 许志鹏, . 基于骨架结构指标的连续级配颗粒土峰值抗剪强度模型研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(8): 2459-2470.
[3] 陈嘉瑞, 樊宝云, 叶剑红, 张春顺, . 钙质砂颗粒破碎特性及破碎演化模型三轴试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(7): 2095-2105.
[4] 胡丰慧, 方祥位, 申春妮, 王春艳, 邵生俊, . 真三轴条件下珊瑚砂颗粒破碎、强度和剪胀性研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(7): 2147-2159.
[5] 骆祚森, 曹旭, 邓华锋, 杨旺, 李建林, 杨超, . 法向动载对不同含水状态灰岩节理面剪切力学特性的影响[J]. 岩土力学, 2025, 46(6): 1799-1810.
[6] 欧阳淼, 张红日, 王桂尧, 邓人睿, 郭鸥, 汪磊, 高游, . 基于响应面法的生物基质改良膨胀土配比优化研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1368-1378.
[7] 曹苏南, 李春红, 陈远兵, 费康, . 循环荷载作用下砂土−结构物仿生 界面剪切特性研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(3): 821-832.
[8] 吴学震, 夏亚歆, 李大勇, 游先辉, 单宁康, 肖贞科, 陈祥, . 新型劲性水泥土组合桩内界面抗剪强度试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(2): 467-478.
[9] 王军, 张凯宇, 陈晟凯, 秦伟, 倪俊峰, 高紫阳, 张一帆, . 爆破挤淤法中炸药埋深对土体参数影响的模型试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(1): 123-132.
[10] 王辉, 钮新强, 马刚, 周伟, . 干湿循环作用下堆石料宏细观力学特性的离散元模拟研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 665-676.
[11] 张化进, 吴顺川, 李兵磊, 赵宇松, . 基于高斯过程回归的岩石抗剪强度参数不确定性估测[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 415-423.
[12] 朱俊宇, 裴利华, 桂跃, . 含有机质土抗剪强度再认识——基于土壤有机质赋存形态的认知[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 451-460.
[13] 王峰, 张建清, . 高坝堆石料现场碾压过程中级配演化模型研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 550-556.
[14] 程家林, 张贵科, 邓韶辉, 黄习文, 周伟, 马刚, . 干湿循环对不同粒径堆石颗粒破碎强度的影响研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 95-105.
[15] 刘吉福. 排水固结堤坝稳定分析新方法[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 106-114.
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