冲击及静力荷载作用下安山岩碎石破碎特点试验研究

论文摘要

目前对于颗粒破碎的研究,缺乏对于颗粒破碎影响因素的具体分析,以及对于颗粒破碎特点的准确描述。因此本文选用安山岩碎石作为试验材料,首先开展单颗粒在单轴压缩受力状态和“V”型槽内多向受力状态下的破碎特点的试验研究。进一步开展安山岩碎石集料在冲击及静力荷载作用下的颗粒破碎室内试验研究。本文重点研究颗粒形状、粒径、荷载大小及荷载作用形式对颗粒破碎的影响,并对颗粒破碎指标的适用性、集料强度变形特性和颗粒破碎演化规律进行讨论。本文主要得到以下结论:（1）在单轴压缩状态下,规则块体破坏形式简单,为拉裂破坏;不规则形状颗粒的破坏形式与接触点个数有关。规则形状颗粒在“V”型槽内的破坏,分为“线-线-面”接触与“线-线-线”接触,接触方式不同,则破坏形式不同;不规则形状碎石在“V”型槽内,破坏裂缝的生成位置与接触点有关。因此分析得到,颗粒形状、受力接触点和受力方式不同,颗粒破坏形式不同。（2）不同颗粒破碎指标的适用性分析。对于不同单一粒径组、不同形状的碎石集料,破碎指标Br、Bg描述颗粒破碎有较好的适用性,而对于混合粒组破碎,分形维数D也可作为有效破碎指标。（3）冲击荷载作用下,颗粒形状、冲击次数N和颗粒粒径等因素耦合影响颗粒破碎,不同情况下,影响颗粒破碎的主控因素不同。颗粒形状影响颗破碎,并通过对集料中的单颗粒进行标记,总结了不同形状单颗粒的破碎特征。冲击次数N与破碎指标之间呈现良好的线性关系,拟合公式参数与颗粒形状相关。颗粒粒径对破碎的影响随着冲击次数的增加而增加。并通过分析碎石集料体变增量△εv与破碎指标Br的曲线,将颗粒体变过程划分为三个阶段:Ⅰ.空隙填充、Ⅱ.骨架破坏、Ⅲ.最终稳定。（4）静力荷载作用下,颗粒破碎指标与静力荷载F线性关系良好。颗粒形状影响颗粒破碎程度,通过分析e-lgp曲线得到破碎应力和压缩指数与颗粒形状相关。（5）不同形式荷载作用下,颗粒破碎演化规律一致,即:单一粒径组条件下,大颗粒破碎成次级颗粒,而新生成颗粒含量增量存在一个界限值,即:达到某一冲击荷载次数或静力荷载作用后,颗粒含量由增加变为减少,颗粒含量最终呈正态化分布。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘洋

导师: 李旭

关键词: 颗粒破碎,安山岩碎石,破碎指标,冲击荷载,静力荷载

来源: 北京交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 北京交通大学

分类号: TU45

总页数: 126

文件大小: 15636K

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