岩质滑坡模型相似材料试验研究

作     者：许超 薛雷 崔远 姜彤 董金玉 XU Chao;XUE Lei;CUI Yuan;JIANG Tong;DONG Jin-yu

作者机构：中国科学院地质与地球物理研究所页岩气与地质工程重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 华北水利水电大学地球科学与工程学院河南郑州450046 

基　　金：国家自然科学基金项目(42090052,41977249) 国家重点研发计划项目(2018YFC1505302,2019YFC1509701) 

出 版 物：《公路交通科技》 (Journal of Highway and Transportation Research and Development)

年 卷 期：2023年第40卷第11期

页      码：1-9,26页

摘      要：为研制可促进水致强度劣化的岩质滑坡模型相似材料,在水泥石膏胶结材料基础上加入膨润土作为水敏性调节剂,采用单因素控制法,以相同骨胶比变化为设计原则,测试并初步分析了石英砂、重晶石粉、膨润土、水泥和石膏用量对相似材料密度、抗压强度、弹性模量、黏聚力和内摩擦角参数指标的影响规律。在此基础上提出了贡献率指标以量化表征上述不同材料成分对相似材料物理力学性质的影响程度。结果表明:该新型相似材料的最佳养护条件为常温、干燥条件下养护10 d,最佳掺水量为11%;不同配比方案下的新型相似材料物理力学参数分布范围广,其密度分布在1.95~2.13 g/cm3,单轴抗压强度分布在7.68~13.59 MPa,弹性模量分布在594~1789 MPa,黏聚力分布在1.84~4.27 MPa,内摩擦角分布在35.6~44.7°,其破坏特征与天然岩石相似,可满足不同岩质滑坡模型试验的需求;相似材料不同成分用量变化对相似材料物理力学性质的影响存在显著差异,其中重晶石粉对密度和黏聚力影响最为显著,水泥和膨润土均对抗压强度和弹性模量有显著影响,石英砂对内摩擦角影响最为显著。基于提出的材料成分贡献率指标可快速实现对相似材料目标配比的调整,提高试验效率。此外,研究结果可为其他地质力学模型试验相似材料骨胶比优化设计提供参考。

主 题 词：道路工程 相似材料 模型试验 岩质滑坡 水致强度劣化 贡献率指标 

学科分类：08[工学] 080104[080104] 0815[工学-矿业类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1002-0268.2023.11.001

馆 藏 号：203125320...