側限壓縮下石英砂礫的顆粒破碎特性及其分形描述.pdf

1、石英砂礫的顆粒破碎是指其組成顆粒在外部荷載作用下產(chǎn)生結構破壞或破損，分裂成多個更小的顆粒。顆粒破碎可引起結構改變，從而影響其物理力學性質。 本文利用側限壓縮試驗和直剪試驗研究各級應力下石英粗砂和細礫的顆粒破碎特性和強度特性，運用4種破碎率B15、B60、B8和Br表征石英砂礫顆粒的破碎。Hardin相對破碎率Br能有效地對顆粒破碎的整體情況進行度量，結果表明：當壓力達到一定值時顆粒破碎才發(fā)生。細礫的破碎應力約為12.8MPa，粗

2、砂的破碎應力約為25.6MPa；相對破碎Br與壓力的對數(shù)存在很好的線性關系，其相關系數(shù)R=0.9732～0.9909；顆粒破碎量隨壓力的增加而增加，在同等條件下，粒徑越大，顆粒破碎率越高；級配越差，顆粒破碎率越高；顆粒本身硬度對破碎率也有重要影響。破碎量隨壓力的增加而增加，但增加幅度漸次降低。隨著破碎量的遞增，粗砂的內摩擦角逐漸增大，細礫的內摩擦角先增大后減小，二者最終均趨于穩(wěn)定值。 基于分形模型和石英砂礫破碎后的粒度分布資料，

3、經(jīng)線性回歸分析，得出石英砂的破碎分維數(shù)D在0.482～2.539之間，結果表明：石英砂礫破碎后的粒度分布具有良好的分形特性，相關系數(shù)尺在0.9137～0.9957之間；破碎分維數(shù)反映了顆粒破碎后粒徑的大小，分布的均勻程度；破碎分維數(shù)的數(shù)值大小反映了破碎量的變化，破碎量愈高，分維數(shù)愈大，并與Hardin破碎率Br有較為顯著的線性關系。破碎分維數(shù)與壓應力之間存在著雙曲線關系，因而通過壓應力和顆粒參數(shù)就可估計破碎分維數(shù)和破碎率。 分形