[发明专利]一种考虑骨架结构特征的堆积体重塑试样制作方法

说明书

本发明涉及一种考虑骨架结构特征的堆积体重塑试样制作方法，包括：获取原状堆积体试样及其参数；将松散堆积体试样分为粗粒、细粒，并获取黏粒含量、细粒含量、粗粒级配参数和骨架孔隙比；制备重塑堆积体试样，并在制备过程中对重塑堆积体的骨架孔隙比、黏粒含量、细粒含量、粗粒的级配参数进行控制。本发明的有益效果是：本发明对重塑堆积体试样的骨架孔隙比、黏粒含量和粗粒级配参数进行控制，更好地还原出原状堆积体的孔隙特征和作为骨架的粗粒分布状况，以解决重塑堆积体试样的在进行强度、渗透试验后的结果准确性差的问题。

技术领域

本发明涉及岩土力学试验领域，更确切地说，它涉及一种考虑骨架结构特征的堆积体重塑试样制作方法。

背景技术

土石混合体是由具有一定工程尺度、强度较高的块石、细粒土体及孔隙构成且具有一定含石量的极端不均匀松散岩土介质系统。堆积体(以粘土或粉质粘土、碎石、块石等按一定比例组合而成的土石混合体)具有土石混合体的性质。堆积体的特点是作为粗粒的块石与碎石含量高，在受力时承担骨架作用。堆积体的的力学、渗流性质取决于其孔隙结构和粗粒的位置、含量等。室内试验中堆积体重塑试样都是整体孔隙比e(干密度)作为主要指标，直接根据目标含水率，将粗粒、细粒、水三者拌合后再制样，未将细粒和粗粒分开配置，所制备重塑试样并不能反映土石堆积体内部真实受力状态。即使重塑试样整体孔隙比达到设计要求，但其强度、模量等指标不一定能满足要求，且重塑试样粗细颗粒分布状况和原状的差距较大。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供了一种考虑骨架结构特征的堆积体重塑试样制作方法，包括：

S1、获取原状堆积体试样；

S2、开展所述原状堆积体试样的基本物理力学试验，获得所述原状堆积体试样的干密度、孔隙比、含水率和强度参数，所述强度参数包括第一粘聚力c₁和第一内摩擦角

S3、获取松散堆积体试样，将所述松散堆积体试样进行烘干后筛分，分为大于粒径阈值的粗粒和小于粒径阈值的细粒两部分，并进一步将细粒筛分，获得小于0.075mm的黏粒，得到所述松散堆积体试样的黏粒含量和细粒含量f_c(两者均是占堆积体总质量的百分比)并获取粗粒的级配参数，所述粗粒的级配参数包括第一曲率系数C_c1和第一不均匀系数C_u1；

S4、开展所述松散堆积体试样的堆积实验，获得单位孔隙体积增加量a与细粒含量f_c之间的关系，公式为：

e_M＝(a-1-e_c)f_c+e_c

a＝m₁f_c+m₂

其中，e_M为松散堆积体试样的最小孔隙比，e_c为粗粒自身堆积的孔隙比，m₁和m₂为拟合系数；

S5、获取重塑过程中骨架孔隙比e_sk，公式为：

其中，e为松散堆积体试样的孔隙比；

S6、采取分层制样的方法进行重塑堆积体试样的制备，并在制备过程中对重塑堆积体的骨架孔隙比、黏粒含量、细粒含量f_c、粗粒的级配参数进行控制；

S7、开展所述重塑堆积体试样的室内三轴压缩试验，获得所述重塑堆积体试样的强度指标，所述强度指标包括第二粘聚力c₂和第二内摩擦角并与所述原状堆积体试样的强度参数进行比较；