石 崇， 沈俊良(河海大学 a. 岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室， b. 岩土工程科学研究所， 南京 210098)

岩土颗粒三维形状表征参数对比分析*

石 崇a，b， 沈俊良a，b
(河海大学 a. 岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室， b. 岩土工程科学研究所， 南京 210098)

岩土混合介质中骨架颗粒的形状尺寸对介质力学性质具有不同影响，基于典型岩土颗粒(卵石、碎石)的三维激光扫描数据，通过球谐函数对颗粒的形状表征参数进行了统计分析，探讨了各统计量之间的影响变化.结果表明：对相同体积碎石和卵石而言，体积越小则卵石和碎石的表面积差距越小，所产生的力学性质影响区别越小；卵石的整体形状系数要普遍高于碎石；棱角度和球形度服从一定程度上的线性分布，并且球形度和棱角度呈反比关系；颗粒体积越大则颗粒表面的细节体现得越明显，表面的细节对相关力学性质有着重要影响，形状系数可以在一定程度上反映颗粒的磨圆程度.研究结果可为岩土颗粒在宏观性质中的相互力学作用分析提供借鉴.

岩土混合介质； 三维扫描； 细观特征； 球谐分析； 形状表征参数； 形状系数； 棱角度； 球形度

土石混合介质是常见的一种地质散体材料，广泛分布在我国西部的深山峡谷等区域[1-2]，该类介质的宏观力学性能与其内部起骨架作用的大颗粒有重要联系.王宇等[3]认为骨架颗粒的形状作为重要的细观特征指标，是影响组成物质力学性能的重要因素，但传统的对颗粒外形参数分析的方法较为耗时耗力，且基本不考虑其细观特征；……