钙质砂颗粒破碎对临界状态影响的试验研究

钙质砂的颗粒易碎性是造成其变形和强度特性不同于石英砂的重要性质。本文基于临界状态理论，通过一系列试验定量地描述钙质砂临界状态线随颗粒破碎的演化规律。本文试验分两个阶段进行:第1阶段研究了60~2000 kPa围压条件下钙质砂的力学特性和颗粒破碎特征；第2阶段以不同破碎率的试样为母本重塑制样，在100~300 kPa围压条件下，剪切至破碎临界状态线。试验结果表明:在较小围压(<300 kPa)条件下，松砂和密砂均表现出明显的剪胀和应变软化特性；而高围压(>1 MPa)条件下，显著的颗粒破碎会造成试样的持续剪缩；颗粒破碎存在明显围压阈值，对于松砂而言，在围压小于300 kPa条件下，颗粒基本不发生破碎；在e-lg p'平面内，破碎临界状态线的截距Δe_Γ和斜率λ_c均会随着修正相对破碎率B_r*的增大而减小，即颗粒破碎会使临界状态线发生下移和逆时针转动；而在q-p'平面内，钙质砂的临界状态点落在同一条直线上，即存在唯一的临界状态应力比M_cr和临界摩擦角φ_cr。