钙质砂颗粒破碎演化规律和预测模型研究

摘要

颗粒破碎会引起颗粒级配发生变化，从而对其物理力学性质产生影响.为定量描述侧限压缩作用下混合粒组钙质砂颗粒破碎的演化规律，基于分形分布理论，采用不同初始孔隙比和不同初始分形维数的混合粒组钙质砂，开展了不同终止轴向应变的侧限压缩试验.根据颗粒破碎的级配演化情况，建立了能综合考虑混合粒组中各单粒径组的级配演化模型.试验结果表明：钙质砂试样的压缩过程可依次表述为颗粒的位置调整、颗粒破碎和颗粒重排、颗粒密实化，在颗粒排列相对更为疏松的情况下，即初始孔隙比越大或初始分形维数越小，屈服应力更小.颗粒的相对破碎率随着轴向应变的增大而增大，映射其线性关系的斜率与初始孔隙比和初始分形维数密切相关，进而推导出能描述4个变量之间关系的表达式，其中波动范围最大的参数随初始孔隙比的增大而增大，随初始分形维数的增大而减小.在此基础上，求解了能描述混合粒组钙质砂颗粒破碎级配演化规律的模型，与试验对比分析发现模型预测效果良好，为研究钙质砂的颗粒破碎问题提供了新思路.

关键词

钙质砂 / 侧限压缩试验 / 分形分布理论 / 颗粒破碎 / 级配演化规律