不同粒径钙质砂的侧限变形及内部应力演化

摘要

本文通过自设计的亚克力模型盒进行了不同粒径钙质砂侧限压缩与多级蠕变试验，探究了各级应力下不同粒径钙质砂的压缩变形、颗粒破碎特征及内部应力演化规律。研究表明：当竖向应力较低时，钙质砂压缩变形量、蠕变量及蠕变速率随颗粒粒径的增大而减小；当竖向应力较大时，钙质砂压缩变形量、蠕变量及蠕变速率随颗粒粒径的增大而增大。其原因为钙质砂的变形受钙质砂颗粒位置重排列与颗粒破碎共同控制。当竖向应力较小时，颗粒破碎不明显，可忽略不计，钙质砂粒径越大，颗粒形状越不规则，使得颗粒间的咬合力增加，抑制了变形的产生；随着竖向应力的增大，钙质砂发生显著的颗粒破碎，并且粒径越大，颗粒破碎越明显，加剧了变形的产生，并且引起颗粒间接触发生变化，加剧了应力重分布，钙质砂内部竖向及侧向应力大小的分布由Weibull转变到正态分布。蠕变过程中，钙质砂内部应力分布有均匀化趋势。

关键词

钙质砂 / 颗粒破碎 / 蠕变 / 颗粒粒径 / 应力分布