朱 鹏,盛 俭,李存柱,王 杰,周正华

(1.南京工业大学 交通运输工程学院,江苏 南京 210009;2.江苏长江建设工程质量检测有限公司, 江苏 南京 210009)

随着堆石坝、抛石防坡堤工程的增多以及其施工工艺的改进,堆石料等粗粒料的运用越发广泛,且最大粒径有不断增大的趋势,目前工程上使用的堆石料最大粒径已经超过了1 000 mm。传统大型三轴试验仪的试样直径一般为300 mm,高度为600～750 mm,允许的粗粒料最大粒径仅为60 mm[1],不能满足工程实际需要。为了能够进行室内试验,研究人员就需要对原粒径的粗粒料进行缩尺,研究缩尺后粗粒料的力学特性,已有的研究发现粗粒料的形状会对其力学特性产生影响。Shinohara等[2]通过三轴试验研究了颗粒形状对内摩擦角的影响;刘广等[3]研究了颗粒形状对岩石强度特性的影响;Johanson[4]将心形、圆形、星形这3种形状的塑料块涂上软蜡,粘合成试样,通过剪切试验研究颗粒形状与无侧限抗压强度的关系;严成增等[5]模拟了多边形颗粒的双轴剪切试验;刘清秉等[6]利用数字图像处理技术对砂土颗粒的形状进行量化处理,通过相对密度试验、直剪试验测试不同砂样的极限孔隙比、剪切强度指标;田继荣[7]将某筑坝堆石料筛分成3种粒组,并对其进行三轴试验,通过统计分析试验前后的形状特性,研究了形状参数随颗粒尺寸的变化规律;Wilson等[8]通过图像处理技术,通过Hough变换提出了一种量化颗粒棱角性的指标。

颗粒流数值模拟的发展为粒料力学特性的研究提供了便利。……