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土石混合体块石破碎影响因素的颗粒流数值研究*

2021-01-15雷晓丹杨忠平胡元鑫

工程地质学报 2020年6期

雷晓丹 杨忠平 翟 航 胡元鑫

(①太原学院建筑与环境工程系, 太原 030032, 中国)(②重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室, 重庆 400045, 中国)(③重庆大学土木工程学院, 重庆 400045, 中国)(④重庆大学库区环境地质灾害防治国家地方联合工程研究中心, 重庆 400045, 中国)(⑤中兵勘察设计研究院有限公司, 北京 100053, 中国)(⑥渝武机场建设指挥部, 重庆 401120, 中国)

0 引 言

土石混合体,如自然原因形成的崩塌堆积物、洪积物、残积物,及城市化建设进程中形成的建筑废弃土等在我国西南部山区分布广泛(Cen et al.,2016)。在西南山地城市建设中,为合理利用自然资源并考虑挖填平衡、就地取材等原则,土石混合体成为主要的边坡填方材料,如四川省九—黄机场建设最大填方高度为104 m,重庆江北国际机场扩建最大填方高达130 m,在建武隆仙女山机场填方高度为100 m,都不同程度地采用土石混合填料。颗粒破碎是土石混合体的基本属性(Marsal,1967),高压应力下尤为突出。并且,张家铭等(2009)通过对钙质砂颗粒破碎的研究表明,随着围压增加,颗粒破碎对抗剪强度的影响逐渐显著。同时,颗粒破碎会改变颗粒级配并进一步影响材料的密实程度,发生应力重分布,使抗剪强度减小(赵光思等, 2008),而剪切特性的变化将极大地影响土石混合体高填方边坡的变形和稳定性(薛亚东等, 2014)。因此,开展考虑颗粒破碎的土石混合填料物理力学特性的研究有重要的理论价值和工程意义,已成为国内外研究热点(魏松等, 2006, 2009; Bagherzadeh et al.,2011; 徐永福等, 2018; 张斌等, 2020)。

已有研究表明,颗粒破碎后,土体颗粒级配曲线显著变化,孔隙率和渗透性减小,变形特性也发生改变(Vesic et al.,1968)。……

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