砂土剪切特性的荷载与粒径效应研究

陆勇¹，周国庆^1,2，赖泽金¹

1. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室2. 中国矿业大学力学与建筑工程学院

摘 要：采用自行研制的DRS-1型高压直剪试验系统进行了法向压力0.4¹2.0MPa条件下3种不同粒组砂的直剪试验.结果表明,砂土的剪切力学特性与剪切体变特性受法向压力与粒径共同影响,称为荷载效应与粒径效应.剪切耗能因子与剪切体变参数Δh′随法向压力的增大呈非线性减小,这一趋势随粒径增大而更加明显.剪切耗能因子随砂土粒径的增大而增大,但在高压条件下可以忽略.剪切体变参数Δh′受粒径影响,在低压与高压下呈现不同的规律.法向压力影响颗粒破碎程度,进而影响砂土剪切耗能方式,即砂土剪切特性的荷载效应机制.粒径效应在不同法向压力下的机制不同:低法向压力下,粒径影响颗粒变位带状区的厚度;高法向压力下,粒径影响砂土颗粒剪切破碎程度.

关键词：砂土;剪切特性;法向压力;粒径;