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题名三种因素影响下南海钙质砂抗剪强度及破碎特性
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作者
朱剑锋
李挺
鞠露莹
杨浩
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机构
浙江科技大学土木与建筑工程学院
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出处
《水文地质工程地质》
北大核心
2025年第3期113-124,共12页
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基金
国家自然科学基金项目(51879133)
浙江省公益项目(LGG22E090002)
浙江省“十四五”研究生教改项目(2023-295)。
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文摘
作为一种海源土体,南海钙质砂具有多孔、形状不均匀、易破碎等特征,而目前从细观角度开展钙质砂力学性状的研究比较有限。为获得竖向压力、剪切程度及相对密实度对钙质砂强度和颗粒破碎特性的影响规律,开展了南海饱和钙质砂直剪试验,并与陆源硅砂(中国标准砂和福建中级砂)的试验结果进行对比。结果表明:(1)不同相对密实度下的钙质砂剪应力-位移曲线趋势大致相同,且剪应力峰值基本一致,这与中国标准砂和福建中级砂受相对密实度影响规律显著不同;(2)与陆源硅砂无黏结性不同,南海钙质砂有一定“似黏聚力”,其主要原因在于南海钙质砂颗粒形状不均匀,颗粒之间存在一定的咬合作用,进而呈现出一定的黏结特性;(3)随着竖向应力的增加,钙质砂破碎逐渐由大颗粒转变为小颗粒,同时剪切程度为50%时钙质砂的破碎面主要位于相对薄弱处,而剪切程度为100%时,破碎面主要分布在单颗粒钙质砂中间位置;(4)相对破碎势与竖向应力、相对密实度及剪切程度有很好的相关性,构建的破碎势计算模型涵盖了竖向应力、相对密实度及剪切程度的影响,可在工程中推广应用。研究结果可为我国南海岛礁工程建设提供依据。
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关键词
钙质砂
直剪试验
颗粒破碎
相对密实度
破碎势
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Keywords
calcareous sand
direct shear test
crushing of particles
relative density
breaking potential
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分类号
TU43
[建筑科学—岩土工程]
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题名钙质砂颗粒破碎特性及破碎演化模型三轴试验研究
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作者
陈嘉瑞
樊宝云
叶剑红
张春顺
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机构
武汉大学土木建筑工程学院
中国科学院武汉岩土力学研究所
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出处
《岩土力学》
北大核心
2025年第7期2095-2105,共11页
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基金
国家自然科学基金面上项目(No.52278367)
中央高校基本科研业务费专项资金(No.2042024kf0032)。
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文摘
大量试验研究表明,颗粒破碎会改变钙质砂的粒径分布曲线,并影响其力学特性。因此,探究钙质砂的颗粒破碎特性并建立相应的破碎演化模型至关重要。首先,开展了一系列等压固结试验和三轴压缩试验,系统探究了加载路径、围压以及轴向应变对钙质砂颗粒破碎的影响规律。其次,通过分析颗粒破碎和平均有效应力以及应力比之间的内在联系,在一个统一的框架下合理地量化了上述因素对颗粒破碎的影响。最后,基于上述工作以及结合Hardin模型的特点和不足,提出了全新的破碎演化模型,并推导了破碎等势面。该模型仅包含3个参数,易于标定且物理意义明确。此外,该模型的有效性和合理性也在钙质砂以及其他可破碎岩土材料的三轴试验结果中得到了详细的验证。
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关键词
钙质砂
三轴试验
颗粒破碎演化
加载路径
破碎等势
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Keywords
calcareous sand
triaxial test
particle breakage evolution
loading path
breakage contour
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分类号
TU411
[建筑科学—岩土工程]
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题名冲击载荷下脆性空心颗粒破碎机理
被引量：2
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作者
范志强
何天明
刘迎彬
索涛
徐鹏
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机构
中北大学理学院
西北工业大学航空学院
中北大学环境与安全工程学院
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出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第7期106-115,共10页
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基金
国家自然科学基金(11602233,11802274)
山西省应用基础研究计划(201701D221018)
山西省高校科技创新项目(2019-520)。
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文摘
为考察脆性空心颗粒在冲击载荷作用下的应变率效应和破碎行为的细观机理,以粉煤灰漂珠为研究对象,基于低速冲击实验和有限元数值模拟,对比了典型空心颗粒材料在不同加载速率下的力学响应特性和细观压溃行为,阐释了材料宏观应变率效应产生的细观机理,获得以下结果。(1)在0.001~300 s~(-1)应变率范围,漂珠颗粒的破碎率和Hardin破碎势平均提升了约21%和10%~30%,材料比吸能提升了50%~125%,比吸能的额外增加主要与动态颗粒滑移产生的摩擦耗能相关。颗粒平均尺寸较大的试样体现出更强的应变率效应。(2)初始压溃阶段的应力应变响应特征的数值模拟结果与实验结果较吻合,低速冲击下动态二次压溃现象产生的细观机理为动态颗粒滑移和压紧行为对加载速率的依赖性。(3)数值模拟表明,冲击加载下产生相同应变时颗粒的损伤程度和范围大于准静态加载,这与实验所得破碎势随应变率增加的结果一致。对比低速冲击实验的相对破碎势分析和细观数值模拟结果可知,脆性颗粒堆积材料在动态冲击下表现出的宏观应变率效应主要归因于颗粒压溃行为的率敏感性和动态加载下颗粒破碎能量利用率的降低。
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关键词
脆性空心颗粒
力学特性
破碎机理
应变率效应
相对破碎势
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Keywords
brittle hollow particles
mechanical properties
breaking mechanism
strain rate effect
relative breaking potential
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分类号
O347.4
[理学—固体力学]
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题名干湿循环作用下泥岩颗粒料崩解试验研究
被引量：11
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作者
梁越
孙志伟
袁野
林加定
陈鹏飞
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机构
重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心
重庆交通大学河海学院
连云港市国土资源局不动产登记中心
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出处
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2018年第6期911-917,共7页
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基金
重庆市基础研究与前沿探索专项项目(cstc2018jcyjAX0559)
自然资源部中国地质调查局公益性项目(DD20160291)资助
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文摘
通过室内模型试验,探究在干湿循环作用下泥岩颗粒料的崩解规律。利用基础熵量化泥岩颗粒料在干湿循环作用下的破碎程度,分析了土体级配随干湿循环的变化规律;引入破碎势的概念量化上覆荷载、粗颗粒含量等对泥岩颗粒料崩解破碎的影响。研究结果表明:崩解过程主要集中在前4次干湿循环中,其中2~4次的干湿循环作用下的颗粒崩解破碎最为剧烈,在经历9次干湿循环之后,泥岩试样由连续级配变为非连续级配;破碎势可以较好的量化分析上覆荷栽、粗颗粒含量在干湿循环前后泥岩颗粒料所具有的崩解破碎的概率,总破碎率可以量化描述从具有破碎的概率到发生破碎的这一类泥岩颗粒料占比情况。
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关键词
干湿循环
泥岩
破碎势
基础熵
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Keywords
wetanddrycycling
mudstone
crushingpotential
basicentropy
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分类号
TU411.91
[建筑科学—岩土工程]
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