高應(yīng)力下鈣質(zhì)砂的側(cè)限壓縮與顆粒破碎特性.pdf

1、鈣質(zhì)砂是熱帶或亞熱帶海洋中形成的一種海相沉積物，其主要成分是碳酸鈣。鈣質(zhì)砂因具有獨(dú)特的物質(zhì)組成和沉積條件，使其物理力學(xué)性質(zhì)與普通的陸源砂迥然有異。從微觀層面分析，鈣質(zhì)砂的顆粒表現(xiàn)出形狀復(fù)雜、棱角尖銳、富含內(nèi)部孔隙，具有強(qiáng)度低、容易破碎等特性。隨著大型海洋工程的建設(shè)，作為地基的鈣質(zhì)砂受到較大的應(yīng)力作用，從而出現(xiàn)大量的顆粒破碎，這會(huì)對鈣質(zhì)砂的強(qiáng)度與變形產(chǎn)生顯著影響。然而針對鈣質(zhì)砂壓縮和顆粒破碎特性的研究，目前還停留在低應(yīng)力分析階段，高應(yīng)力作

2、用下的相關(guān)成果還比較鮮見。因此，開展高應(yīng)力條件下鈣質(zhì)砂的壓縮與顆粒破碎特性研究，具有重要的理論和實(shí)際意義。本文以取自南海地區(qū)的鈣質(zhì)砂為研究對象，在確定其基本物理性質(zhì)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用高壓固結(jié)儀進(jìn)行鈣質(zhì)砂的側(cè)限壓縮試驗(yàn)，研究其在高應(yīng)力側(cè)限壓縮條件下的變形特性及顆粒破碎現(xiàn)象。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴與南京土壤儀器有限公司開展合作，定制了一臺(tái)GSN-1型高壓固結(jié)試驗(yàn)設(shè)備。該型固結(jié)儀采用雙杠桿加載方式，對直徑為61.8 mm的試樣可提供3

3、4.22 MPa的豎向壓縮應(yīng)力。與單杠桿加載方式的常規(guī)固結(jié)儀（最大豎向壓縮應(yīng)力4 MPa）相比較，最大豎向壓縮應(yīng)力提高了7.5倍，能夠滿足鈣質(zhì)砂顆粒的深度破碎要求。⑵在高應(yīng)力作用下，采用應(yīng)力應(yīng)變曲線來研究鈣質(zhì)砂的壓縮特性更為合理，利用新的函數(shù)關(guān)系對其進(jìn)行擬合，發(fā)現(xiàn)擬合曲線存在顯著的線性關(guān)系。⑶應(yīng)用篩析法與激光散射法對側(cè)限壓縮試驗(yàn)后的鈣質(zhì)砂試樣開展粒徑分析，按照試樣的粒徑分布結(jié)果，分析顆粒的級(jí)配變化情況。采用顆粒破碎指標(biāo)Br與Be，計(jì)算出