土石混合料

摘要： 研究目的:铁路、机场、公路等路基填方中的土石混合料在一定应力条件下会发生颗粒破碎,从而造成相应的填方工程产生变形和稳定性问题。已有研究大多关注剪切破坏后的颗粒破碎特征,而对剪切过程中的颗粒破碎演化规律研究较少。针对该问题,本文采用配备声发射采集系统的大型直剪试验机分别对6种含石量和3种块石强度的土石混合料开展6种法向压力下的剪切试验研究。研究结论:(1)剪切完成后的AE总计数与颗粒相对破碎率呈线性增长关系,证明声发射技术在土石混合料颗粒破碎演化规律的研究中是可行的;(2)土石混合料在剪切过程中的颗粒破碎先后经历无破碎阶段、初始破碎阶段、破碎增长阶段、破碎稳定阶段、残余破碎阶段5个典型演化阶段,相应的应力应变状态分别进入弹性阶段、弹塑性过渡阶段、弹塑性阶段、峰值强度阶段和塑性破坏阶段;(3)当法向压力增大、或含石量升高、或块石强度降低时,无破碎阶段和残余破碎阶段持续时间越短,初始破碎阶段、破碎增长阶段、破碎稳定阶段总持续时间越长;(4)土石混合料和岩体在剪切过程中的声发射特征差别显著,根本原因是物质组成的连续性不同;(5)本研究结果可为土石混合料颗粒破碎问题的研究提供新思路。

摘要： 土石混合料是由多粒组矿物颗粒集成的多相天然地质材料,具有显著的跨尺度层次物质群体自然特征。为考虑不同粒组颗粒对土石混合料抗剪强度的影响,根据土石混合料变形时不同粒组颗粒的细观运动特征,将其划分为基体和块石两相复合材料。基于剪应力绕流效应和Eshelby-Mori-Tanaka等效夹杂平均应力原理建立考虑块石转动位移的土石混合料细观抗剪强度理论模型。制备不同块石含量的土石混合料工程原位试样进行3组现场大型直剪试验,分析块石含量对土石混合料抗剪强度的影响规律并确定模型参数。试验结果和理论研究均表明:块石显著影响土石混合料的变形特征且土石混合料的抗剪强度随块石含量的增加而增加。基体的剪应力绕流效应诱发块石产生转动抗力和基体出现应力集中而导致土石混合料在变形时比纯基体材料储存或释放更多的能量,是块石对土石混合料抗剪强度增益的细观物理机制。基于细观物理机制的土石混合料剪应力-剪切位移计算公式,初步验证了理论预测与试验结果的一致性。

摘要： 空间变异性是天然土体固有的一种属性,现场试验结果表明鲁甸地震形成的红石岩堰塞坝新堆积体具有明显的空间变异性,传统均值材料数值模型无法准确描述这种变异性。采用空间随机场理论根据现场勘测试验数据和室内三轴试验参数构建了红石岩堰塞坝的随机场模型,对该堆积体岩土力学相关参数进行了随机模拟。研究结果表明:红石岩新堆积体的邓肯-张E-B模型参数K、n、K_(b)和m服从对数正态分布;新堆积体随机场的竖向相关距离为2.84 m,水平相关距离为33.94 m;新模型能较好地模拟堆积体参数的空间变异性。

摘要： 土石混合料是指由大粒径的块石和作为填充成分的细粒土组成的二元混合料,其塑性行为与细料含量密切相关.目前对细粒含量如何影响土石混合料塑性行为及其细观机制的研究尚不充分,为此本文开展了不同细料含量土石混合料的二维离散元数值模拟,基于二阶功失稳准则与细观力学理论,探究了细料含量对石料骨架土石混合料失稳特性与非关联流动特性的影响,并揭示了细料含量影响土石混合料塑性力学行为的细观机制.研究结果表明,细颗粒可通过限制集合体塑性变形从而起到促进集合体整体稳定的作用;细颗粒控制颗粒集合体塑性变形的方向(即塑性势面法方向),随着细料含量增大,土石混合料的塑性势面法方向和屈服面法方向之间的夹角减小,非关联流动性减弱,材料分岔失稳区域变窄;尽管加入到石颗粒中的部分细颗粒与石颗粒共同承担骨架作用,但是细颗粒的加入不影响颗粒集合体的力学状态,不改变材料屈服面法方向.相关研究结果可为建立考虑细料含量的土石混合料弹塑性本构模型提供理论依据.

摘要： 基于离散单元法构建了考虑碎石形状的柔性边界不排水双轴压缩模型,研究了11组不同含石量土石混合料在不排水条件下的宏细观力学特性。研究发现,(1)土石混合料强度随含石量增加先增后减,含石量超过约60%时形成碎石骨架,强度快速增长;含石量约80%时强度和内摩擦角最大;含石量增加,混合料黏聚力逐渐减小。(2)不排水受载下,土石混合料孔隙水压力先正后负、先增后减。含石量较小时,含石量增加,混合料孔隙水压力变化较小,混合料在碎石骨架形成初期孔隙水压力增加;碎石骨架完全形成后最大孔隙水压力减小。(3)含石量小于约30%时,混合料应变局部化呈规则剪切带,随后含石量增加破坏规则剪切带,当含石量约为80%时,混合料再次形成规则剪切带。含石量增加,配位数逐渐减小,颗粒间接触力在含石量小于60%时随含石量增加缓慢增长,超过70%时则快速增长。

摘要： 通过开展考虑砾石形状影响的双轴压缩试验离散元模拟,研究含砾量对密实土石混合料力学特性的影响。模拟结果表明:密实试样的应力应变关系表现出先硬化后软化的特征,含砾量越高软化效应越弱。随着含砾量增大,土石混合料的峰值强度呈现先减小再增加后减小的变化趋势,残余强度持续增大,剪缩到剪胀对应的体积应变先缓缓增加后加速减小,剪胀角则呈现减小趋势。通过颗粒移动特征及力链分布分析,发现当含砾量较低时,不能形成砾石骨架结构,含砾量对土石混合料强度影响较弱。

摘要： 开展了核子密度仪应用于不同工况下土石混合料填方地基压实质量检测的适用性研究.结果显示,核子密度仪在各种工况下的含水率测试结果相对准确,而湿密度测试结果则受含石量影响产生不同程度的误差,中低含石量工况下湿密度测试误差较小,大约在5％以下,可以使用核子密度仪进行压实质量检测;而高含石量工况测试误差较大,可能超过10％甚至更高,此时需要寻求更为准确的测试方法进行压实质量评价.

摘要： 土石混合料是一种介于土和石之间的混合材料,细粒(土粒)含量很大程度上决定了其力学特性.当土粒含量少时土石混合料主要由石颗粒作骨架,而当土粒含量逐渐增多时会发生石颗粒骨架到土颗粒骨架的转变,对应的土粒含量即为阈值细粒含量fcth.通过振动压实试验探究了土料不均匀系数Cuc、石料不均匀系数Cuf与土石粒径比Rd等典型级配参数对阈值细粒含量的影响规律,并基于试验结果提出了一种考虑土石级配影响的土石混合料堆积模型.该模型通过测定纯土最小孔隙比ex、纯石最小孔隙比ec以及典型级配参数线性拟合得到的材料系数m、k,来预测土石混合级配料的最小孔隙比及对应的阈值细粒含量.研究成果具有一定的参考价值.

摘要： 根据镇安抽水蓄能电站弃渣坝地质条件和现场实际工况,通过对不同干密度土料开展土工试验,分析了坝体材料各力学参数特性.试验结果表明:随着围压增大,该坝弃渣料的峰值应力相应增大;在低应力情况下,弃渣料的体积缩小,在围压较高时,体积变化增大;弃渣料先出现剪缩,随后变为剪胀,剪胀随着侧压力的增大出现缩小现象,应力-应变关系曲线呈软化型,最终转变为剪缩型;保持围压条件不变,材料的峰值应力在干密度逐渐增大的情况下出现略微增大,但最大体变随着干密度增大出现较明显的减小情况;保持相同围压状态,邓肯-张模型参数对干密度的敏感性大小依次为Kb、k、m、c、ΔΦ、Rf、Φ0、n.相关研究可为以后抽水蓄能电站的弃渣坝设计和后期防护奠定理论基础.

摘要： 高速公路施工中土石混填路基是一项重要的施工技术,在我国的高速公路建设中应用广泛.为更好地实现项目的 质量控制,有必要就其施工控制技术进行探讨.从土石混合料的内容与性质入手,重点就其施工过程中的控制技术进行分析.

摘要： 基于土石混填料强夯加固的大型现场振动速度测试的试验成果,深入地分析了质点振速和波形在强夯过程中的传播及演化,以此研究了1000kN·m夯击能作用下土石料填筑体的内部质点的振动响应及强夯加固机理.结果表明:土石料在强夯作用下土体内部仅有冲击波和振动波两种振动形态;提出了强夯起始加固临界振速的概念和确定方法,并给出相应的振速值;通过分析填筑体空间振速演化规律,阐述了粗粒土石混合料的强夯加固机理,将强夯过程分为加固发展阶段和加固退化阶段.为工程条件下强夯施工层厚给出指导性建议.

摘要： 为研究土石混合料剪切机理和抗剪强度分量特性,制备了7种级配类型土石料,涵盖了良好级配、均匀粒径、缺失中间粒径3种典型情况,代表了含石量在10％～75％的形态,在此条件下对剪切强度与级配-含石量关系、剪切机理及剪切强度分量的构建模型进行了研究.得到土石料中粗颗粒含量的多少是决定强度的关键因素;土石混合料的抗剪强度由咬合分量、摩擦分量和破碎分量共同构成,通过分析得出摩擦分量占总抗剪强度约10％,从颗粒细观运动的角度的剪切运移力学过程推导出咬合分量与摩擦分量的理论模型公式,该模型公式涵盖了含石量、初始接触水平角、内摩擦角、粒径等参数信息;由该模型计算得出咬合与摩擦分量占比与含石量呈指数正相关趋势,并给定该边界条件下的函数表达式.从理论上揭示了土石混合料剪切机理和抗剪强度的构成分量模型.

摘要： 土石混合料是一种常用的路堤填料,其力学性质受多方面的因素制约.基于颗粒流离散元PFC3D建立土石混合料的三轴试验仿真系统,建立基于CLUMP簇单元的土石混合料模型,分析了不同形状系数、不同排列方式对土石混合料力学性质的影响.模拟结果表明,随着形状系数的增加,土石混合料的强度值均得到一定程度的增大;不同土石混合料大颗粒的排列方式对土石混合料的力学特征也有一定的影响,其中水平向排列的土石混合料强度最大,而竖直向的最小,随机排列的居中.

摘要： 基于某工程室内最大干密度试验和现场干密度抽检结果，探讨了填料最大粒径、P5含量以及填料级配对土石混合料压实特性的影响。研究发现：当P5含量逐渐增加时，干密度呈逐渐增大趋势，达到90%左右时，干密度离散性较大，建议P5含量的合理区间为60%～80%；同样，逐渐增大时，干密度也随着最大粒径的增大而呈逐渐增大趋势，当超过一定值后，干密度则逐渐减小，且离散性较大，建议最大粒径的合理值为松铺厚度的30%左右；细料含量对土石混合料的压实特性有较大的影响，但填料级配良好与否和压实特性无明显的相关性；室内试验得到的最大干密度明显大于现场测得的干密度，说明采用间接测定法来外推填料原型级配的最大干密度尚有其局限性，在理论上还需要进一步完善。该研究可对类似工程有一定的借鉴意义。

摘要： 基于某大型场平工程填筑质量抽检结果，探讨了粗料含量(粒径大于5 mm颗粒含量)、填料最大粒径以及填料级配情况对土石混合料现场压实特性的影响。研究发现：当粗料含量逐渐增加时干密度呈逐渐增大趋势，但达到90％左右时，于密度离散性较大，建议粗料含量的合理值为60％～80％;同样，当填料最大粒径逐渐增大时干密度也随着最大粒径的增大而呈逐渐增大趋势，但当超过松铺厚度(800mm)的30％以后，干密度则逐渐减小，且离散性较大，建议最大粒径的合理值为松铺厚度的30％;填料级配良好与否和压实特性无明显的相关性，但级配应连续。该研究对类似工程有一定的借鉴意义。

摘要： 土石混合料分布广泛、储量大、强度高,作为一种优质的路基填料,已被广泛的应用于道路与铁道工程中.但由于土石混合料组成复杂,粒度变化大,其压实密度变化大,无法采用定量的指标控制施工质量.本研究采用表面振动击实仪模拟路基填筑的振动压实,进行了不同类别、不同含石量的土石混合料室内振动击实试验.试验结果表明:随混合料母岩岩性变化,最大干密度变化较大,但并非按母岩比重线性增加;随含石量的变化,混合料的最大干密度存在峰值,且变化可划分为三个阶段,即缓慢增加阶段,迅速增加达到峰值阶段和逐渐下降阶段,各阶段的界限含石量为30﹪和70﹪.

摘要： 本文针对土石混填路基特点,采用大型三轴剪切试验,在低围压下对土石混合料的工程性质进行了试验研究.试验结果为土石混填路基的设计、沉降计算、稳定性分析等提供了科学依据.

摘要： 该文针对土石混合填料实质量评价存在的主要问题，根据室内试验成果，分析总结出一个可考虑土石成份和粒径大小影响的土石混合料最大干密度计算公式，经验证据提出的公路具有较高的精度；其次针对目前单一压实度指标评价压实质量的局限性，提出了以压实度和残余空气体积两指标评价压实质量的方法。

摘要： 以莱钢某挡墙工程为例,介绍了土石混合填料的土工格栅加筋土挡墙的设计与应用.阐述了土石混合填料的土工格栅加筋土挡墙的设计和施工关键因素,拉筋长度设计时要充分考虑格栅施工损伤率，建议损伤率取较大值；严格控制较大石块出现在加筋土中，回填土继配尽量良好；格栅拉筋张拉一定要到位，墙面板附近1.5m内采用小型机械碾压，严防大型机械在面板附近作业。工程实例说明了在填料为极为不均匀的土石的情况下,采用土工格栅加筋土挡墙的设计方案能够取得良好效果。

摘要： 以莱钢某挡墙工程为例,介绍了土石混合填料的土工格栅加筋土挡墙的设计与应用.阐述了土石混合填料的土工格栅加筋土挡墙的设计和施工关键因素,拉筋长度设计时要充分考虑格栅施工损伤率，建议损伤率取较大值；严格控制较大石块出现在加筋土中，回填土继配尽量良好；格栅拉筋张拉一定要到位，墙面板附近1.5m内采用小型机械碾压，严防大型机械在面板附近作业。工程实例说明了在填料为极为不均匀的土石的情况下,采用土工格栅加筋土挡墙的设计方案能够取得良好效果。

摘要： 本实用新型提供一种用于土石混合路基填料CBR试验防粒料脱落装置，包括：护筒，其上端可与CBR试样筒下端套接，底部封闭且底面设有多个穿孔；至少两立柱，分别设置于所述护筒的外壁上且上端向上延伸出所述护筒上端口；以及与所述立柱数量相同的锁紧螺栓，每一所述锁紧螺栓贯穿并螺纹连接一所述立柱上端，以抵紧所述CBR试样筒外壁使所述护筒上端与所述CBR试样筒下端套接。本实用新型的有益效果：减少CBR试样筒内底部试样的脱落的现象，解决土石混合路基填料的CBR试样在浸水之后取下CBR试样筒底部的方形多孔板所出现的粒料脱落问题；在贯入试验时将CBR试样筒连同护筒水平放在路面材料强度仪上，防止了底部粒料的脱落，减小了对接下来的贯入试验的影响。

摘要： 本发明提供一种土石混合料地基质量检测方法，包括以下步骤：在分层碾压阶段，确定测点并通过对所述测点进行的压实质量检测，获取质量参数，所述质量参数包括所述测点处的湿密度、干密度、含水率、压实系数、动态变形模量，及测试过程中设备采集到的弯沉位移随冲击时间的变化曲线；在分层碾压阶段结束后，且强夯开始前，获取地基内不同深度的第一剪切波速；在强夯结束后，获取地基内不同深度的第二剪切波速；根据所述质量参数、所述第一剪切波速和所述第二剪切波速，计算压实系数。本发明能够实现对土石混合料深填方地基强夯后压实质量评价的快速无损检测。

摘要： 本发明涉及一种土石混合料的质量控制措施及检测方法，适用于大中型水电水利工程中复杂料源的土石坝、堤防填筑等填筑体的质量控制及检测。本发明的目的是提供一种土石混合料的质量控制措施及检测方法，将料场进行分区，把最大干密度值ρmax差额在一定范围内的划分为一个区；对每个分区，做若干组室内重型或标准击实最大干密度试验，取小值平均值作为相应分区土石料填筑的最大干密度ρmaxk，按照设计要求的压实度d，换算得出现场干密度控制值ρk，ρk＝d×ρmaxk；对同一料场分区内分别对粗细颗粒含量差异大的土石料进行现场碾压试验，绘制每层沉降率曲线，当各种级配土石料均显示沉降率趋于稳定、压实度基本一致时，且碾压后的干密度ρ不小于ρk时，确定碾压参数。

摘要： 本发明涉及级配筛选技术领域，具体是一种路基土石混合料级配筛选装置，包括防护外筒，所述防护外筒上设有级配出料口，还包括：晃动筛分机构，所述晃动筛分机构位于所述防护外筒内，其中，晃动筛分机构包括有筛分驱动组件、级配筛选内筒和级配筛网；以及级配控制机构，所述级配控制机构位于所述级配筛选内筒内，并与所述级配筛网相连通，其中，级配控制机构包括有推拉组件、环形堵板和支撑凸板；本发明路基土石混合料级配筛选装置，结构新颖，有利于将土石混合料自动进行充分的连续级配，以保证对每一级土石混合料都进行充分筛选，提高了筛选工作的质量。

摘要： 本发明公开了一种最大粒径大于40mm的土石混合料最大干密度确定方法，首先将待测定土石混合料分为粒径小于40mm的A1组和大于40mm的A2组；测量A1组混合料的实测最大干密度；确定混合料的最佳微力学参数；确定混合料的数值试验最大干密度；根据混合料的实测承载比和数值试验承载比按照模型进行拟合得到最大粒径大于40mm的混合料的最大干密度计算模型；最后，按照实测与计算相结合的方法，确定最大粒径大于40mm的的最大干密度。本发明方法克服了现有室内试验方法只能确定粒径不超过40mm的路基土石混合料最大干密度的不足，可以快速准确的得到铺设路基不同路段上的土石混合料的最大干密度，为土石混填路基的压实质量控制提供了关键参数。

摘要： 本发明涉及级配筛选技术领域，具体是一种路基土石混合料级配筛选装置，包括防护外筒，所述防护外筒上设有级配出料口，还包括：晃动筛分机构，所述晃动筛分机构位于所述防护外筒内，其中，晃动筛分机构包括有筛分驱动组件、级配筛选内筒和级配筛网；以及级配控制机构，所述级配控制机构位于所述级配筛选内筒内，并与所述级配筛网相连通，其中，级配控制机构包括有推拉组件、环形堵板和支撑凸板；本发明路基土石混合料级配筛选装置，结构新颖，有利于将土石混合料自动进行充分的连续级配，以保证对每一级土石混合料都进行充分筛选，提高了筛选工作的质量。

摘要： 本发明公开了一种确定高填方库盆现场压实土石混合料流变参数的方法，涉及技术领域，具体为一种确定现场压实土石混合料流变参数的方法，包括以下步骤：S1、在现场碾压结束后的土石混合料库盆表面开展平板载荷试验和直剪试验，获取加载‑沉降和剪应力‑剪切位移数据；S2、反演确定现场压实土石混合料的静力本构模型参数，并计算出库盆填筑产生的瞬时位移；S3、结合施工期位移监测资料，分离出流变产生的位移，进而反演确定流变参数。本发明避免了利用运行期位移监测资料反演出的流变参数难以在填筑施工阶段应用于库盆变形控制方案优化设计的问题，通过施工期监测资料获取的流变参数更具工程指导意义。

摘要： 本发明公开了一种现场压实土石混合料前期固结应力确定方法，涉及技术领域，具体为一种现场压实土石混合料前期固结应力确定方法，包括以下步骤：S1、在现场碾压结束后的土石混合料地基上取3个点开展载荷试验，获取加载‑沉降(p‑s)曲线的数据；S2、在现场压实后的土石混合料地基上开展密度坑试验，确定压实土石混合料的初始孔隙比e0。本发明避免了现场压实土石混合料取样扰动大的问题，获取的前期固结应力能够真实反应现场压实状态；利用多点试验结果，建立目标函数，利用优化算法自动搜索确定前期固结应力，避免了传统方法中人为因素的影响，确保反演结果的准确性和合理性。

摘要： 本实用新型公开了一种带有碾压机构的水利土石坝土石混合料传送装置，包括支撑柱，支撑柱之间装设有导料板，导料板上装设有入料框，入料框的一端装设有减速电机，入料框上设有轴孔，减速电机的转子轴穿出轴孔其减速电机的转子轴上装设有压辊，压辊上布设有凸条。挖土机可直接从土石坝顶端将土石混合料铲起，然后对准入料框左端口倒入，当导料板上端左侧放入土石混合料时，通过导料板的自身的斜度，可快速将土石混合料斜下引导至土石坝下侧，通过压辊的滚动，可将土石混合料翻滚下压至导料板的上端，土石混合料内较大的石块和硬质的大土块被压碎，而压辊逆转时，环形设置的凸条同时不断的切压土石混合料。

摘要： 本实用新型公开了一种电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的装置，涉及土工试验技术领域，具体为一种电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的装置，包括土工织物，所述土工织物上涂覆有聚氯乙烯绝缘涂料，所述聚氯乙烯绝缘涂料上设有电极，且电极内设有GPS定位点，所述电极引出有电导线，且电导线远离电极的一端设有阻抗仪。该电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的装置中，在施工现场可以快速进行土石混合料孔隙率测量，操作简单，避免了在现场碾压后坚实的土层中开挖试坑，以及减小了人为读数误差。