干濕循環(huán)條件下泥巖顆粒料破碎機(jī)理及滲透特性研究.pdf

1、選取三峽庫(kù)區(qū)砂、泥巖顆粒料作為研究對(duì)象，進(jìn)行在荷載及干濕循環(huán)組合作用下的滲透固結(jié)試驗(yàn)及顆粒篩分試驗(yàn)。選取上覆荷載、土體干密度、粗顆粒含量為試驗(yàn)的影響因素。采用自制的顆粒破碎細(xì)觀試驗(yàn)系統(tǒng)，試驗(yàn)系統(tǒng)由有機(jī)玻璃試驗(yàn)桶、上游供水裝置、下游出水裝置、熱氣源進(jìn)氣裝置、砝碼、量測(cè)設(shè)備（上下水頭測(cè)壓管、百分表、下游集水箱、高精度試驗(yàn)天平）組成。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對(duì)，獲得的結(jié)論及研究成果有:
　　(1)在干濕循環(huán)作用下，研究干密度、上覆荷載、

2、粗顆粒含量對(duì)泥巖顆粒料的影響，總結(jié)了干濕循環(huán)條件下泥巖滲透特性及固結(jié)特性的變化規(guī)律。岸坡土體滲透特性的變化，必然會(huì)對(duì)岸坡滲流場(chǎng)產(chǎn)生影響，通過(guò)分析岸坡深度為0.5m、1m、2m、3m的土層滲透系數(shù)的變化，揭示了滲透特性演化對(duì)岸坡穩(wěn)定性的影響。基于泥巖土樣的空隙比和滲透系數(shù)的變化，利用Kozeny-Carman公式揭示了泥巖顆粒崩解破碎的破碎機(jī)理。在干濕循環(huán)效應(yīng)下，泥巖同時(shí)受到固結(jié)作用和破碎作用的影響，試驗(yàn)前期以固結(jié)作用為主，當(dāng)主固結(jié)作用的

3、完成后則以顆粒破碎作用為主。
　　(2)通過(guò)對(duì)滲透固結(jié)試驗(yàn)結(jié)束后的泥巖顆粒料進(jìn)行篩分，比較試驗(yàn)前后泥巖顆粒料各粒徑組的顆粒含量變化的情況，發(fā)現(xiàn)2～5mm是顆粒含量增加最多的粒組，將2～5mm作為特征粒徑組，衡量粗顆粒的破碎性能。采用hardin破碎勢(shì)Bp對(duì)試驗(yàn)前后的泥巖顆粒級(jí)配進(jìn)行量化，研究了在干濕循環(huán)效應(yīng)下，干密度、上覆荷載、粗顆粒含量對(duì)泥巖顆粒料破碎程度的影響?；陟卦鲈?，使用基礎(chǔ)熵NB對(duì)泥巖顆粒級(jí)配進(jìn)行量化，建立泥巖顆粒組

4、成演化模型，并對(duì)滲透系數(shù)K與基礎(chǔ)熵NB進(jìn)行擬合，發(fā)現(xiàn)滲透系數(shù)K與基礎(chǔ)熵NB之間具有良好的相關(guān)性，則可通過(guò)土體滲透系數(shù)變化反映顆粒在干濕循環(huán)作用下的破碎情況
　　(3)對(duì)在水位反復(fù)升降的情況下砂泥巖質(zhì)岸坡滲流穩(wěn)性進(jìn)行討論，發(fā)現(xiàn)隨著水位升降次數(shù)的增加，砂泥巖混合料孔隙平均粒徑Do逐漸減小，小于混合料孔隙平均粒徑Do的顆粒含量不斷增加。建立了基礎(chǔ)熵NB與小于土體平均孔隙直徑的細(xì)顆粒含量的關(guān)系模型，提出了通過(guò)基礎(chǔ)熵NB預(yù)測(cè)砂泥質(zhì)岸坡發(fā)生滲