堆石蠕变与颗粒破碎特性三轴试验
2011-08-11詹传妮张建卫
土木与环境工程学报 2011年5期
关键词:变形
王 琛,詹传妮,何 鹏,张建卫,李 黎
(四川大学a.水力学与山区河流开发保护重点实验室;b.水利水电学院,成都610065)
颗粒材料的流变性质研究是岩土力学与工程的重要课题[1-4]。如对高面板堆石坝,堆石颗粒材料的流变将引起面板和垫层分离,导致面板压应力增大而压裂,危害坝体防渗和安全[5-6]。
颗粒材料流变性质研究包括蠕变、应力松弛和应变速率效应[2-3],迄今,堆石的流变性质研究主要集中在蠕变规律和机理研究方面[7-10]。堆石的蠕变规律宜通过大型三轴试验获取[7],蠕变与时间关系有幂函数[8-9]和双曲线函 数[10]等,且与应力水平有关。花俊杰等[9]对堆石蠕变的尺寸效应进行了试验分析。一般认为结合细观机理去分析材料的宏观力学行为是建立更加合理本构的可行途径。从细观机理来看,堆石体在应力持续作用下颗粒破碎,细化破碎的颗粒结构调整、滑移填充孔隙,这在宏观上表现为蠕变现象[11]。初步的堆石颗粒破碎研究分析了颗粒破碎与应力的关系[11]。然而,在颗粒破碎指标的合理选取,及其与应力、蠕变等的定量关系等方面尚有不足。
本文采用分别加载方式,对两河口堆石料进行了不同围压,不同应力水平下的大型三轴排水蠕变试验,获取堆石蠕变规律;并用筛分法测量试验后堆石颗粒级配,初步探讨蠕变与颗粒破碎的关系。
1 三轴排水蠕变试验
1.1 试验程序
三轴排水蠕变试验在应力控制式大型三轴仪上开展。试验土料采用两河口板岩堆石料,试样尺寸φ300×600mm,对粒径d>60mm超径土以5~60 mm等量替代法处理,其不均匀系数Cu=4.2,曲率系数Cc=0.81,分类定名为级配不良砾GP。……
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