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1、砂泥巖混填力學特性試驗分析王維明，商健林(1．句容市昌達公路養(yǎng)護工程有限公司，江蘇句容212400；2．南京道潤交通科技有限公司，江蘇南京210000)摘要：砂泥巖混合料是砂巖顆粒和泥巖顆粒按一定比例混合的一種常見的填筑土體，因其取材方便而經(jīng)常被用于水庫、路堤、基坑開挖、渠道等實際工程中。本文通過GDS三軸試驗系統(tǒng)，對砂泥巖混合土體在不同的砂泥巖顆粒比例、干密度和含水率情況下的強度和變形特性進行了分析。結果表明：低圍壓時，砂泥巖混合料應力一應變關系曲線表現(xiàn)為應變軟化型，隨著圍壓的增加曲線表現(xiàn)為應變硬化型；含水率對砂泥巖混合料應力一應變關系曲線的形態(tài)影響不
2、大，偏應力峰值強度隨著含水率的增大先增加后減??；干密度較小時，砂泥巖混合料應力一應變曲線表現(xiàn)為應變硬化型，隨著干密度的增加，應力一應變曲線形態(tài)向應變軟化型轉變；砂泥巖混合料抗剪強度參數(shù)均隨干密度的增加而增大；土體抗剪強度參數(shù)隨砂巖顆粒含量的增加而增加。關鍵詞：砂泥巖混填；GDS三軸試驗；變形和強度特性；偏應力峰值強度中圖分類號：U414文獻標識碼：B邊坡的穩(wěn)定性在很大程度上取決于巖土體的抗剪強度，因而在邊坡穩(wěn)定加固設計時，抗剪強度指標的選用是否合理，直接關系到邊坡穩(wěn)定性分析結果和邊坡治理。如何合理確定邊坡土體抗剪強度指標就顯得∞鯽加∞如∞加尤為重要，盡管
3、該}昆合土體在工程中很常見，但是對一其抗剪強度卻研究很少，目前相關的研究僅限于對土(a)砂巖(b)泥巖石混合體方面的研究。董云等人和油新華等人分別采圖1試驗土料用大型直剪試驗和原位水平推剪試驗對土石混合體的系數(shù)Cc=1．01，顆粒級配良好。土樣的最優(yōu)含水率強度特性進行試驗研究。在三軸試驗研究方面，武明為6％，最大干密度為2．1cm。采用大型三軸剪切試驗儀對4組土石混合填料進行了抗剪強度試驗，并分析了影響強度指標的與其影響因素之間的關系。黃廣龍等人通過若干礦山排土場散體柵如物料力學性質試驗，研究了排土場散體物料應力應變特性，系統(tǒng)分析了巖性和散體物料粒徑等因
4、素對散體氍g強度的影響。舒志樂等人利用分形理論論證土石混合梨體的層次性，建立土石混合體的二維分形結構模型，乓提出粗、細料無標度區(qū)間粒度分維值的概念，并通過三軸試驗分析了土石混合體的粒度分維值與抗剪強度的關系1O010l010．0l顆粒粒徑／mm1試驗材料圖2試驗土料顆粒級配曲線本文選取完整的中風化的砂巖和泥巖體進行人工2試驗方法破碎，然后通過破碎機將碎石進一步破碎，最后通過篩分試驗獲得不同粒徑范圍內的砂巖和泥巖顆粒。2．1實驗儀器本文設計的顆粒級配曲線見圖2。由于采用了試驗采用的儀器設備是英國GDS公司研制的gbl01中型三軸儀進行試驗，試驗所用粗粒料最
5、大粒GDS三軸試驗儀。該系統(tǒng)連接計算機通過GDSLAB徑為20mm，土體顆粒不均勻系數(shù)Cu=25．56、曲率軟件控制試驗進行并自動進行數(shù)據(jù)記錄，具有快捷及1362014年1期(總第109期)精度高等特點。GDS三軸儀由壓力室、周圍壓力系表1砂泥巖混合料三軸壓縮試驗方案統(tǒng)、反壓力系統(tǒng)、信號調節(jié)裝置、空隙水壓力量測系試驗目的圍壓／kPa干密度／g·cmI3含水率／％顆粒比例)÷統(tǒng)、軸向變形量測系統(tǒng)和電腦主機組成。試驗前將圍姍伽枷姍姍瑚如o壓室內充滿水，水充當圍壓的傳遞媒介，由圍壓控制器對壓力室中的水加壓，由水將圍壓傳給試樣。試驗中通過控制壓力室底座使試樣以一
6、定的速率勻速向上移動，達到剪切破壞的目的。試驗中所有數(shù)據(jù)均由計算機主動采集。一定量的水，均勻拌合后裝入塑料袋，放置24個小2．2實驗方案時，使試樣含水均勻。(2)根據(jù)不同的干密度，稱(1)本次三軸壓縮試驗類型為三軸固結排水試取相應質量的土，將試樣放在擊實筒內分5層擊實，驗(CD)，采用的常圍壓共分為4級，分別為控制每層土質量相等，每層擊實至要求高度后，然后100kPa200kPa300kPa400kPa加第2層土料，直至最后一層。每層土之間均應刮(2)為研究各因素對砂泥巖混合料強度變形的毛，并保證所稱的土全部擊人擊實筒內，以控制樣的影響，本文設計了6組不
7、同的砂、泥巖比例、5種不密度。試驗試樣為圓柱形，直徑101mm，高200mm。同的含水率和4種干密度。詳細的試驗方案如表1。3試驗結果及分析試驗破壞標準如下：當應力一應變曲線出現(xiàn)峰值時，取峰值點為破壞點；當應力一應變曲線無峰值3．1砂、泥巖顆粒比例的影響時，取應變15％所對應的點為破壞點。3．1．1砂、泥巖顆粒比例與土體應力一應變的關系2．3制樣方法砂泥巖混合料試樣在不同圍壓下的軸向偏應力制樣步驟為：(1)稱取一定質量的于土，加入q=(，一cr3)與應變關系曲線見下圖3。枷姍瑚瑚02468101214160246810121416￡l／％el／％￡1(a
8、)10：0(b)8：2(c)6：4et／％s1(e)2：8(e)0：10圖3砂泥
