沈 辉,罗先启,李显平

(1.上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海 200240;2.九江学院土木与城建学院,江西九江 332005;3.中冶集团武汉勘察研究院有限公司,湖北武汉 430080)

碎石土是一种非连续、非均质的结构性材料,在我国及世界范围内分布广泛,尤其在我国西南砂岩、砂页岩地区分布更为广泛[1-4]。据统计[1-2],三峡水库蓄水后,由崩塌堆积体和第四系松散堆积体组成且前缘高程低于175m的崩塌体共有1190处,总面积约为135.9km2,约占水库面积的12.5%,体积约为34亿m3,约占总库容的8.7%,库区碎石土中碎、砾石最高可达70%。在国外,美国阿巴拉契山脉地区分布有大量的崩积层滑坡,其碎石质量分数在10%～30%;美国肯塔基州东部煤田有77处露天矿的废土石边坡属于碎石土边坡,砂砾、漂石均有分布[5]。近年来,随着我国大型水电工程、铁路、公路等项目的建设,碎石土的研究再次成为焦点。碎石土斜坡主要成因包括坡积、冰积及人工堆积等,其颗粒组成和结构状态十分复杂,物理力学性质与均质的岩土体存在较大差别,有学者基于碎石土细观结构和物理力学性质,从传统岩土体分类体系中提出“土石混合体”的概念,对其结构模型、综合性定量化评价指标、力学性能、渗透性能等方面展开研究。

在碎石土结构模型研究方面,Lanaro等[6]使用激光扫描技术获得砾石的三维图像,并利用傅立叶以及几何分析方法获得了砾石块体的具体参数。Yue等[7]对数码照片进行灰度处理,建立了土石混合体的平面几何模型。……