循环荷载作用下建筑固废混凝土的力学特性及颗粒破碎研究

Research on Mechanical Properties and Particle Breakage of Construction Solid Waste Concrete Under Cyclic Loading

摘要

为了探究建筑固废的力学特性及颗粒破碎影响，采用动态界面剪切试验仪进行一系列静、动态直剪试验，以不同粗粒含量（40%、50%和60%）、振幅（45 kPa、60 kPa和75 kPa）和频率（0.5 Hz、1.0 Hz和2.0 Hz）为变量开展研究，分析3种法向应力下（50 kPa、100 kPa和150 kPa）的剪应力剪切位移曲线、抗剪强度参数和颗粒破碎的变化规律。结果表明：在相同的初始法向应力下，随着粗粒含量的增加，建筑固废的抗剪强度、内摩擦角和相对破碎率上升，黏聚力下降；随着振幅和频率的增加，建筑固废的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角和相对破碎率均下降。剪应力剪切位移曲线均呈现为应变软化型；在剪切过程中，剪应力剪切位移曲线会发生波动现象；剪切后的颗粒级配曲线整体呈现上移趋势，随着法向应力的增大，曲线上移幅度增加。

Abstract

To investigate the mechanical properties and particle breakage effect of construction solid waste, a series of static and dynamic direct shear tests were carried out using a dynamic interface shear tester. Different coarse particle contents (40%, 50%, and 60%), amplitudes (45 kPa, 60 kPa, and 75 kPa), and frequencies (0.5 Hz, 1.0 Hz, and 2.0 Hz) were used as variables, and the variation rules of shear stress‒shear displacement curves, shear strength parameters, and particle breakage under three normal stresses (50 kPa, 100 kPa, and 150 kPa) were analyzed. The results indicate that under the same initial normal stress, with the increase of coarse particle content, the shear strength, internal friction angle, and relative breakage rate of construction solid waste increase, while the cohesion decreases. With the increase of amplitude and frequency, the shear strength, cohesion, internal friction angle, and relative breakage rate of construction solid waste all decrease. The shear stress‒shear displacement curves all exhibit a strain-softening type; during the shear process, fluctuation phenomena occur in the shear stress‒shear displacement curves. The particle size distribution curves after shearing show an overall upward shift trend, and with the increase of normal stress, the upward shift amplitude of the curves increases.

Graphical abstract

0 引言

自改革开放政策实施以来，中国经济飞速发展，公路建设取得了令人瞩目的成绩，随之而产生的建筑固废垃圾越来越多，不仅污染了环境，还导致了土地资源的浪费。为提高建筑固废的资源化再利用率，国家及部分地区已经出台了一系列政策，预计到2025年，建筑固废的资源化再利用率将达到60%^［1］。建筑固废的成分复杂多样，往往含有废混凝土砌块、碎砖瓦块、钢筋、木材、石膏板材、塑料等组分。数据指出，废弃混凝土砌块与破碎砖瓦在建筑固废中占比约为50%^［2］。通过技术创新和政策支持，这些建筑固废可以转化为有价值的资源。

建筑固废的力学特性分析是其用于路基填料的前提。目前，关于建筑固废的大型直剪试验研究主要集中于法向静荷载作用下不同因素对建筑固废的力学特性分析。Al-mosawe等^［3］通过试验和建模的方法分析了建筑固废在道路基层中应用的可行性和优势，探讨了其对道路结构性能的影响；雷晓丹等^［4］和唐建一等^［5］分析了不同含石量下土石混合料的力学特性，发现含石量为40%~50%时抗剪强度最大；雷壮等^［6］和白柯南等^［7］通过研究不同剪切速率下粗粒土的力学特性及颗粒破碎特征，指出剪切速率1 mm/min时抗剪强度与颗粒破碎率达到最大，超过或低于该速率时均下降；邓华锋等^［8］和于楠等^［9］发现随着含水率的增大，粗粒土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角也随之降低；杨忠平等^［10］和程东幸等^［11］基于直剪试验，得到压实系数越高，抗剪强度越大的结论。

循环荷载作用下所产生的动态应力与轴载和深度相关^［12］，部分学者研究了循环荷载作用下的土体工程特性。侯娟等^［13］和刘飞禹等^［14］研究含水率、振幅和频率等对土体性能的影响，通过控制最优含水率，在适当的振幅和频率作用下，试样的抗剪强度达到最大，高频高幅值和低频低幅值均会削弱试样的抗剪性能；李水江等^［15］通过研究循环荷载下土石混料的剪切特性，构建了与含石量、振幅和频率相关的界面摩擦系数经验公式，在75%含石量下，界面抗剪强度与摩擦效应最优；何忠明等^［16］通过静、动三轴试验分析了粗粒土的动力学特性，指出黏聚力和内摩擦角随着动偏应力、含水率、频率的增大呈线性递减；Ferreira等^［17］发现花岗岩残积土与双向编织土工格栅在循环加载过程中，振幅对界面刚度的影响显著，而频率影响很小；Liu等^［18］分析了在循环载荷作用下海洋软土的动力变形特性，通过控制海洋软土的含水率达到最优含水率附近，可以减少变形50%以上；方中旺等^［19］通过静、动三轴试验研究了高液限黏土中吸附结合水对土体的变形和稳定性的影响，结果表明，合理控制静、动荷载参数可以有效减少土体变形，增强稳定性；Showkat等^［20］通过循环三轴试验测试了非饱和土的动力特性，提出了一个半经验方程来解决剪切模量的应力和吸力依赖性问题；Liu等^［21］和Jia等^［22］研究正常循环载荷条件下砾石土‒土工格栅界面的剪切行为，发现法向循环荷载会显著降低试样的界面刚度，通过控制级配和幅值，可以有效提升试样在循环荷载下的长期稳定性；Dang等^［23］通过动态法向载荷下直接剪切试验，阐述了颗粒材料的摩擦行为依赖于剪切速度、幅值和频率，填补了相关领域的研究空白。

颗粒破碎现象是影响建筑固废路基稳定性的重要因素之一。郭万里等^［24］基于三轴剪切试验数据并引入两个破碎指标，构建了粗粒土颗粒破碎的动态演化模型，可合理预测土体的应力、应变及级配演化过程；韩超等^［25］发现颗粒破碎率随着围压的增加而增大，压缩系数随着泥粒含量增加先增大后减小，通过构建DEM模型，定量分析压实过程中颗粒破碎对压缩模量的影响；Wen等^［26］将废泥质煤矸石用于路基填料，得出颗粒破碎率随法向应力增加而增大，通过避免高剪切应力作用，减少循环剪切次数，可以降低破碎风险；Yang等^［27］通过三轴试验提出了一种考虑湿‒干循环和塑性输入功的双曲破碎模型。该模型通过减少干湿循环次数可以显著降低颗粒破碎率、增强剪应力峰值强度。

目前，循环荷载作用下建筑固废混凝土路基的力学特性及颗粒破碎后整体的抗剪强度变化研究非常少见。鉴于此，本文开展了一系列静、动态荷载作用下针对建筑固废的大型直剪试验。分析了3种不同粗粒含量、振幅和频率下建筑固废的剪切特性及对抗剪强度参数的影响，通过定性与定量分析相结合的方法，探讨了各影响因素下建筑固废的峰值抗剪强度及颗粒破碎率；解释了不同粗粒含量、振幅和频率对建筑固废的力学特性和颗粒破碎的影响，可为实际施工提供理论指导。

1 试验条件

1.1 试验设备

本次试验采用的仪器为DWZJ-3动态界面剪切试验仪，如图1所示。

该仪器主要由剪切盒、水平与竖向加载系统、数据采集与计算机控制系统、动态控制油缸、冷却机等组成。剪切盒尺寸为300 mm×240 mm（直径×高）。设备可施加的法向应力范围为0~200 kN、振幅为0~20 kN、频率范围为0.1~3.0 Hz、剪切速率范围为0.1~3.0 mm/min。

1.2 试验材料

本次试验所用材料选自河北省沧州市某建筑项目施工现场，通过分拣剔除其中的铁丝、木材、玻璃、塑料等杂物，利用颚式破碎机等设备得到0~40 mm范围的混凝土骨料，该骨料属于Ⅱ级再生骨料，压碎值为13.1%，吸水率为4.7%，杂质含量为0.8%。这些处理后的混凝土骨料表面会附着较多粉末，为确保试验的准确性且直剪试验中最大颗粒粒径不超过剪切盒直径的五分之一，使用标准振筛机获得9种粒径范围的试验材料，如图2所示。综合多地颁布的地方标准，建筑固废粗粒含量宜为35%~80%^［28］。试验所设计的级配粗粒含量（d>5 mm）分别为40%、50%和60%^［29-31］。图3为本试样的级配曲线。通过击实试验获取其最大干密度与最优含水率，表1为本试样的相关参数。

1.3 试验方案

静直剪试验所选取的3种初始法向应力分别为50 kPa、100 kPa和150 kPa^［32］，作用于3种粗粒含量（40%、50%和60%）下的建筑固废。动直剪试验中选取粗粒含量为60%的试样，控制压实度为96%^［33］，法向初始应力为50 kPa、100 kPa和150 kPa，振幅为45 kPa、60 kPa和75 kPa，频率为0.5 Hz、1.0 Hz和2.0 Hz，法向应力波形选取半正弦波。试验方案见表2。

1.4 试验步骤

在本次试验中，首先经过颗分试验将试样分为9种不同粒径，通过控制压实度、最大干密度和剪切盒体积推算出每次大型直剪试验所需的试样量，根据所得的最优含水率往试样中加入水，为使水分均匀浸入土样，焖料18 h以上。

进行直剪试验时，首先将焖好的试样分3层装入剪切盒，对每层试样击实并凿毛使其与下一层试样更好地黏结。之后用吊车将剪切盒吊入滚珠盘中，固定剪切盒，安装水平与竖直位移传感器，将水平与竖向加载装置与剪切盒预接触，确保各装置安全运行后，开展试验。施加法向应力、振幅、频率等变量，水平方向开始剪切，数据采集系统开始运行。在计算机控制系统中将大型直剪试验剪切速率控制为1.0 mm/min，加载方式采用应变控制，最大剪切位移为50 mm。

试验完成后拆样将其放入烘箱，在100 ℃高温下烘烤24 h，将烘干的试样通过筛分获取其剪切前后的各粒组质量百分比及级配变化情况，计算相对破碎率B_r^［34］，分析各变量与相对破碎率之间的关系。

2 试验结果与分析

2.1 剪应力‒剪切位移曲线分析

2.1.1 粗粒含量对剪应力‒剪切位移曲线的影响

图4显示了3种粗粒含量下的剪应力‒剪切位移曲线。可以观察到，随着剪切位移的增加，每种粗粒含量下的剪应力都呈现出快速上升到峰值点后逐渐下降的趋势，所有曲线都具备明显的峰值点，具有明显的应变软化特性。

随着粗粒含量的增加，所有曲线都整体向上偏移，这说明粗粒含量对建筑固废的抗剪强度有显著影响，粗粒含量越高，峰值抗剪强度越大。如图4所示，在150 kPa的法向应力下，3种粗粒含量（40%、50%和60%）所对应的峰值剪切强度分别为357 kPa、465 kPa和525 kPa，后两者相较于前者依次提升了30.3%和12.9%；相同规律在100 kPa和50 kPa法向应力下依然成立，增长幅度分别为39.1%/13.3%和7.6%/21.2%。这是因为在低粗粒含量下，细料占主导地位，颗粒易重新排列和流动，试样中孔隙主要由细料之间的孔隙所组成，粗料被逐渐分开，从而变成悬浮状态，因此其抗剪强度较小；而随着粗料含量的增加，试样中的大颗粒骨架作用更加明显，能够有效传递和承担剪应力，减少细颗粒被挤出或流动，使得材料整体更加抗剪，并且粗颗粒间的摩擦和咬合力也更大，提高了试样的抗剪强度。在同一剪切位移中，随着法向应力的增加，剪应力也逐渐增大，说明法向应力对建筑固废的抗剪强度也有显著影响，这是因为在直剪试验前，经过制样的试样还存在一定的“压密空间”，而随着法向应力的增大，试样会进一步被压实，试样中的颗粒相互挤压和摩擦，导致颗粒间更紧密地结合，摩擦力增强，从而抗剪强度提高，此外，较大的法向应力能减少颗粒间的相对滑动和滚动，使材料抗剪能力更强。

可以观察到，随着剪切位移的增加，曲线会发生波动现象。这是因为在剪切过程中，随着法向应力和剪应力的作用，颗粒沿剪切带先后经历“破裂、滑移、再咬合、重新排列”的连锁过程，试样中的大颗粒破碎，细颗粒填充空隙，引发颗粒级配的重组，改变试样的结构组成。从而导致剪应力剪切位移曲线发生波动现象。这与现有的研究成果一致^［9］。

2.1.2 振幅对剪应力‒剪切位移曲线的影响

图5为粗粒含量为60%、频率为1 Hz时，不同振幅下的建筑固废剪应力剪切位移曲线，随着剪切位移的增加，所有的曲线都呈现出快速上升到峰值点，随后逐渐下降的趋势，均表现为应变软化特性。

随着振幅的增加，峰值剪切强度会降低，如图5所示，在150 kPa的法向应力下，3种振幅（45 kPa、60 kPa和75 kPa）所对应的峰值剪切强度分别为559 kPa、539 kPa和517 kPa，后两者相比于前者依次降低了3.6%和4.1%。相同规律在100 kPa和50 kPa法向应力下依然成立，下降幅度分别为2.9%/4.9%和4.1%/3.3%。这是因为随着振幅的增大，动态加载更为剧烈，使得建筑固废中的粗粒含量更容易发生破碎，从而改变材料的级配，导致材料中的颗粒接触关系发生改变，随着粗粒含量减少，细粒含量增大，原来稳定的颗粒骨架结构发生破坏，部分粗颗粒间的咬合与摩擦力也随之消失，而细颗粒间的咬合与摩擦力相对较小，导致峰值剪应力降低；并且随着振幅的增大，会发生应力集中现象，削弱材料的整体抗剪能力。

可以观察到，随着剪切位移的增加，所有曲线都会发生波动现象，并且在图5（a）中100 kPa的法向应力下更为明显。这主要是因为建筑固废在剪切过程中会发生颗粒破碎现象，材料中的颗粒不断重新排列，寻找新的平衡位置，当颗粒间的咬合关系突然发生改变，其储存的应变能急剧释放，剪应力随之下降，随着剪切位移的增加，颗粒间的接触关系逐渐稳定，新的颗粒骨架结构形成，剪应力开始回升；不同区域的材料大小、形状可能会有差异，在剪切过程中某些区域的颗粒可能会发生滑动或者滚动，导致剪应力突然变化；在动态直剪试验中，法向应力的动态变化也会导致颗粒间的接触力发生改变，使得曲线产生波动。在图5（a）中50 kPa的法向应力下，观察到曲线上升到峰值点后下降幅度很小，这是因为在低法向应力下，颗粒破碎程度较低，这使得颗粒间更容易发生滑动或滚动而不是破裂或研磨；同时，剪应力的变化主要由颗粒间的摩擦力与咬合力主导，在达到峰值剪应力后摩擦力与咬合力趋于稳定，这使得剪应力在达到峰值剪应力后保持一个相对稳定的状态，而不是持续下降。

2.1.3 频率对剪应力‒剪切位移曲线的影响

图6为粗粒含量60%、振幅45 kPa时，不同频率下的建筑固废剪应力‒剪切位移曲线，随着剪切位移的增加，所有的曲线都呈现出快速上升到峰值点，随后逐渐下降的趋势，这说明建筑固废在动态直剪试验中具有典型的剪切破坏特性。

随着加载频率的增大，峰值剪切强度会降低，如图6所示，150 kPa的法向应力下，3种加载频率（0.5 Hz、1 Hz和2 Hz）所对应的峰值剪切强度分别为581 kPa、559 kPa和527 kPa，后两者相比于前者分别降低了3.8%和5.7%。在100 kPa和50 kPa法向应力下，下降幅度分别为9.0%/10.6%和2.7%/4.6%。这是因为建筑固废的抗剪强度主要依赖于颗粒间的摩擦和咬合力，而动态加载的快速变化可能会使得颗粒间的接触关系不稳定，摩擦和咬合力降低，导致抗剪强度降低；并且随着频率的增大，颗粒破碎率也会增加，粗粒含量降低，细粒含量升高，表现出剪切软化特性，在剪切过程中更容易发生破坏，从而降低峰值剪应力。

图6中的曲线波动现象非常明显，波动的原因主要与发生颗粒破碎现象有关。在图6（c）中150 kPa的法向应力下，曲线在后半段的剪切过程中，剪应力随剪切位移增加而上升，这可能是因为在高频（2 Hz）荷载作用下，材料中的颗粒发生不可逆的重新排列，从而导致塑性变形累积，在每次循环加载后，材料无法完全恢复成初始状态，而位移逐渐增大，因此后半段曲线会显示为上升状态。

图7为动态加载作用下的剪应力‒剪切位移趋势图，将峰值剪应力点定义为上界剪应力，谷值剪应力点定义为下界剪应力，上界与下界之间的区域定义为剪应力波动范围，其中上界剪应力的最高值即为峰值剪切强度，剪应力波动范围即为振幅。

2.2 抗剪强度参数分析

根据《公路土工试验规程》（JTG 3430—2020），取剪应力‒应变曲线的最高点或稳定值作为抗剪强度，若未观察到明显的最高点，则使用剪切位移增至试样直径的10%作为抗剪强度^［33］。

采用摩尔库仑强度准则对不同粗粒含量、振幅和频率下的峰值抗剪强度与法向应力进行拟合，其公式如（1）所示：

\tau =\sigma \mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{n}\phi +c（1）

式中：τ为剪应力（kPa）；σ为正应力（kPa）；φ为内摩擦角；c为黏聚力。

不同变量条件下的峰值抗剪强度及拟合方程如表3所示。从表3可以看出：在法向应力保持不变的情况下，随着粗粒含量的增加，峰值抗剪强度都随之增大，呈现正相关关系；随着振幅和频率的增加，峰值抗剪强度均降低，呈现负相关关系。所有影响因素下的拟合相关系数R²都大于0.94，这表明拟合效果很好，与模型匹配度高，有助于提高实际工程预测的准确性。

各影响因素与抗剪强度指标之间的关系曲线见图8~图10。

由图8~图10可以看出：不同影响因素下的建筑固废经过拟合后的黏聚力为30~60 kPa，内摩擦角为60°~75°，粗粒含量与黏聚力呈反比关系，与内摩擦角呈正比关系；振幅和频率与黏聚力、内摩擦角均呈反比关系。

3 颗粒破碎分析

3.1 颗粒破碎特征分析

3.1.1 形态分析

在直剪试验过程中，颗粒破碎是影响材料抗剪强度的一个重要因素，3种常见的颗粒破碎类型分别为磨耗、研磨和破裂；磨耗是指在剪切过程中，由于与其他颗粒反复摩擦，导致表面发生磨损；研磨是指在剪切过程中被压碎或磨碎，通常会形成更小的颗粒；破裂是指颗粒在受到外力作用下，沿着其内部的薄弱面发生断裂，形成新的裂纹或断裂面。这几种破碎类型均会在不同程度上对建筑固废粗粒含量产生影响，导致细颗粒含量增多，级配曲线上移，改变建筑固废的力学特性，影响其在工程中的稳定性。图11展示了频率1.0 Hz、振幅60 kPa的试样，在150 kPa初始法向应力下的剪切面颗粒破碎形态图。

3.1.2 量化分析指标

为定量研究粗粒含量、振幅、频率对颗粒破碎的影响规律，本节采用Hardin^［34］所提出的相对破碎率B_r为重点进行分析，Hardin认为颗粒破碎与其粒径大小有关，当细颗粒粒径小于0.074 mm时，对颗粒破碎的影响程度很小，本节着重考虑粒径大于0.074 mm时的破碎情况。如图12所示，将大型直剪试验前后颗粒级配曲线与粒径为0.074 mm的竖线定义为初始破碎势B_pi和最终破碎势B_pf，定义初始级配和剪切破碎后级配曲线所围成的面积为总破碎势B_t。相对破碎率B_r则定义为总破碎势在初始破碎势中所占的比重，如式（2）、（3）所示：

B_{\mathrm{t}}=B_{\mathrm{p}\mathrm{i}}-B_{\mathrm{p}\mathrm{f}}（2）

B_{\mathrm{r}}=B_{\mathrm{t}}/B_{\mathrm{p}\mathrm{i}}（3）

3.1.3 级配分析

为了更简洁直观地表述颗粒破碎的变化规律，以频率1.0 Hz、振幅60 kPa下剪切前后颗粒级配变化曲线为例，如图13所示。在大型直剪试验完成后，进行颗分试验，称取各个粒径的质量，并与初始试样进行对比，获取其级配曲线。可以看出：在图13中，随着法向应力的增加，颗粒发生破碎，粗粒含量减少，细粒含量增多，级配曲线随之上移。此外，发现颗粒破碎程度与粗粒含量、振幅和频率密切相关。

3.2 颗粒破碎量化分析

随着粗粒含量的增加，材料中的大颗粒含量更高，在剪切过程中更容易发生破碎，颗粒破碎程度增大。图14示出了粗粒含量与相对破碎率的关系。

由图14可知：在法向应力不变的条件下，随着粗粒含量从40%增加到60%，相对破碎率显著增加；随着法向应力的增加，粗粒含量保持不变，相对破碎率也随之上升，在150 kPa的法向应力下，3种粗粒含量（40%、50%和60%）所对应的相对破碎率分别为7.1%、9.9%和10.6%，后两者相较于前者依次提升了39.4%和7.1%；相同规律在100 kPa和50 kPa法向应力下依然成立，增长幅度分别为67.3%/5.7%和62.9%/10.5%。在实际工程中，要合理控制粗粒含量，因为随着粗粒含量的增加，抗剪强度随之增大，但其破碎程度也会增加，从而影响工程的安全与稳定性。

图15示出了振幅与相对破碎率的关系。

由图15可知：法向应力不变时，随着振幅从45 kPa增加到75 kPa，相对破碎率随之下降，呈负相关关系，在150 kPa的法向应力下，3种振幅（45 kPa、60 kPa和75 kPa）所对应的相对破碎率分别为14.7%、12.8%和12.1%，后两者相比于前者依次降低了12.9%和5.5%。相同规律在100 kPa和50 kPa法向应力下依然成立，下降幅度分别为12.9%/5.6%和9.7%/3.6%。这是因为随着振幅的增大，颗粒间的相对运动更为剧烈，导致咬合力减弱，从而降低了颗粒破碎程度。振幅不变时，随着法向应力的增大，相对破碎率随之上升。通过了解振幅对颗粒破碎的影响，可以为实际施工提供指导，减少因颗粒破碎造成的不利影响。

频率对颗粒破碎率也有重要影响（图16）。

由图16可知：随着频率从0.5 Hz增大到2.0 Hz，相对破碎率下降，这表明频率越高，破碎程度越低。在150 kPa的法向应力下，3种加载频率（0.5 Hz、1 Hz和2 Hz）所对应的相对破碎率分别为15.3%、14.7%和13.9%，后两者相比于前者分别降低了3.9%和5.4%。在100 kPa和50 kPa法向应力下，下降幅度分别为6.1%/4.0%和7.0%/2.2%。在较低的频率下，颗粒之间有更多的时间重新调整排列，导致更多的颗粒发生破碎，相对破碎率升高；随着频率的升高，颗粒间的摩擦力与接触力更剧烈，使得颗粒更容易发生研磨，使得细颗粒含量增多，从而相对破碎率降低。综上所述，频率大小与颗粒破碎之间呈负相关关系，但具体还受到法向应力等因素的影响，在实际工程中，需要考虑这些影响因素，优化材料的性能。

4 结论

（1） 在不同粗粒含量、振幅和频率条件下，建筑固废的剪应力应变曲线均为应变软化型。建筑固废的抗剪强度随着粗粒含量的增加而增加，随着振幅和频率的增加而减少。在100 kPa法向应力下，随着粗粒含量从40%增长到50%，其峰值抗剪强度增幅达到最大，为39.1%，这说明峰值抗剪强度的变化趋势对粗粒含量的变化最为敏感。

（2） 建筑固废的剪应力应变曲线在后半段会产生波动，这主要是因为在剪切过程中，建筑固废会发生颗粒破碎现象，颗粒沿剪切带先后经历“破裂、滑移、再咬合、重新排列”的连锁过程，引发了颗粒级配的重组，改变试样结构组成所导致。

（3） 由大型直剪试验得到各影响条件下的峰值抗剪强度，通过摩尔库仑理论进行拟合，得到各影响条件下的黏聚力和内摩擦角。分析发现：随着粗粒含量的增加，黏聚力下降，内摩擦角上升；随着振幅和频率的增加，黏聚力和内摩擦角都下降。

（4） 建筑固废的3种颗粒破碎类型分别为磨耗、研磨和破裂。在剪切过程中，建筑固废会发生颗粒破碎，从而改变其级配。在各种影响条件下，颗粒破碎都会导致其级配曲线呈现上移趋势；随着粗粒含量的增加，相对破碎率B_r呈现上升趋势；随着振幅与频率的增加，相对破碎率B_r呈现下降趋势；在100 kPa法向应力下，随着粗粒含量从40%增长到50%，其相对破碎率增幅达到最大，为67.3%，即相对破碎率的变化趋势随粗粒含量的变化最为敏感。颗粒破碎现象会影响建筑固废的结构与整体稳定性，在实际工程应用中应予以充分重视。

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