透明胶结土材料强度特性的试验研究

作     者：冷先伦 王川 庞荣 盛谦 LENG Xian-lun;WANG Chuan;PANG Rong;HENG Qian

作者机构：中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049 湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068 

基　　金：国家重点研发计划项目(No.2017YFF0108705) 国家自然科学基金(No.52079135) 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2021年第42卷第8期

页      码：2059-2068,2077页

摘      要：基于透明土的可视化物理模型试验技术在岩土工程力学机制与变形破坏研究中发挥着越来越重要的作用,制备透明度高、物理力学性质稳定、适用于模拟不同岩土体的透明土是该技术发展的基础。针对当前一般黏土和软岩的透明土相似材料较为缺乏的问题,配制了一种适用于模拟一般黏土和软岩的透明胶结土。该透明胶结土以熔融石英砂为土骨架,以纳米级疏水性气相二氧化硅粉为黏结剂,以正十二烷和15#白油的混合矿物油为孔隙液,通过调整黏结剂的含量或占比、土骨架的粒径或级配可获得折射率相近且具有不同强度特征的透明胶结土材料。根据不同黏结剂含量和土骨架级配等影响因素设计了11组对照试验,并通过三轴剪切试验测试了其强度特征及其变化规律。结果表明:(1)透明胶结土的抗剪强度随石英砂的粒径和级配、二氧化硅粉的含量和占比等因素的改变而发生复杂变化,但整体而言提高二氧化硅粉的占比或降低石英砂的级配优良度可使得透明胶结土的抗剪强度降低;(2)通过调整土骨架和黏结剂的配比可制得黏聚力范围为5~65k Pa、内摩擦角为25°~44°的透明胶结土,可为天然黏土和软岩的透明土物理模型试验中相似材料的选取和配制提供依据。

主 题 词：透明胶结土 配制方法 熔融石英砂 疏水性气相二氧化硅粉 三轴剪切试验 强度特性 

学科分类：081401[081401] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 0815[工学-矿业类] 0903[农学-动物生产类] 0813[工学-化工与制药类] 0901[农学-植物生产类] 0814[工学-地质类] 

核心收录：

D　O　I：10.16285/j.rsm.2021.0181

馆 藏 号：203104749...