粗粒料颗粒破碎特性研究述评
粗颗粒土击实特性试验研究

第32卷第3期石家庄铁道大学学报(自然科学版)Vol.32No.3 2019年9月Journal of Shijiazhuang Tiedao University(Natural Science Edition)Sep.20i9粗颗粒土击实特性试验研究杨志浩(石家庄铁道大学土木工程学院,河北石家庄050043)摘要:以优良路基填料级配碎石和细圆砾土为研究对象,通过自行改装的表面振动击实仪测定了粗颗粒土在干法、湿法以及在35Hz和45Hz击实频率条件下,不同击实振幅下的干密度,分析了干湿条件下粗颗粒土最大干密度随击实频率、击实振幅的变化规律。
结果表明,采用湿法得到的最大干密度高于干法;存在一个最优的击实振幅,级配碎石最优击实振幅为1.4〜1.6mm,细圆砾土最优击实振幅为1.0〜1.2mm。
小于最优振幅时,随振幅的增加,干密度增大;大于该振幅时,随振幅的增加,干密度反而减小。
关键词:粗颗粒土;表面振动击实仪;最大干密度;击实振幅中图分类号:U215.2文献标志码:A文章编号:2095-0373(2019)03-0024-04路基现场施工过程中,振动压路机施工参数设置的合理与否对施工质量影响较大,参数设置合理,耗费很少的人力物力就能达到相应的压实度,且压实效果较好,不会出现反复压实达不到相应要求压实度的情况。
如今,粗颗粒土已经被广泛应用于高填方大型土石坝构筑物、铁路路基以及公路路基的施工,粗颗粒土是指颗粒直径大于0.075mm的质量超过总质量一半的土颗粒混合料,粗颗粒土渗透性好,土体粘结性小,抗剪强度很高,压实效果好,在保持结构物的稳定过程中发挥着极其重要的作用,目前级配碎石及细圆砾土作为路基施工的主要填料被广泛应用。
在路基的修筑过程中,压实度是评价压实质量的重要指标,压实度较低,路基会出现多种病害,甚至出现整个断面的剪切破坏。
要确定填筑路基的压实度,首先且最重要的是要确定路基填料的最大干密度。
最大干密度的测定影响因素很多,粗粒土与细粒土的击实特性有明显不同,目前对于粗颗粒土击实特性的研究还不够完善,之前很多学者也做了不少研究工作。
粗粒土压实特性及颗粒破碎分形特征试验研究_杜俊

增刊 1
杜
俊等:粗粒土压实特性及颗粒破碎分形特征试验研究
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计为 M2(r),试样总质量计为 Mt,即
M t M1 r M 2 r
4 试验成果与分析
(1) 4.1 不同级配粗粒土的压实特性 不同级配粗粒土击实试验曲线如图 2 所示。试 (2) 验表明,粗粒土级配组成一定时,含水率与干密度 关系呈抛物线形,且含水率低时击实干密度随含水 率的增大而增大,当含水率增至某值时,击实干度 随含水率的增大反而减小。根据图 2 的干密度与含 水率拟合关系,求得各级配试样的最大干密度、最 优含水率和孔隙比,结果见表 3。击实试验中粗粒 土的最大干密度与粗粒含量间的关系表明,最大干 密度随粗粒含量的增大而增大,当粗粒含量
粗粒土广泛应用于公路、铁路、机场、堤坝及 矿山等工程建设中,它是由彼此相联系的固体颗粒 所共同组成的集合体,主要的特征是分散性、复杂 性和易变性。该类物料在填筑及堆积过程中通常需 要压实,以提高其力学参数,确保相关工程的安全 与稳定。但由于粗粒土颗粒间常为点接触,在压实
收稿日期:2012-06-14 第一作者简介:杜俊,男,1984 年生,博士研究生,主要从事边坡工程方向的研究。E-mail:dujun198465@ 通讯作者:侯克鹏,男,1966 年生,博士,教授,博士生导师,主要从事岩土工程与采矿工程专业的科研和教学工作。E-mail:gasihou@
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分形几何是用来描述自然界不规则及杂乱无章 的现象和行为,目前应用较多的是线性分形,即具 有自相似性的分形。法国数学家 Mandelbrot 提出了 分形理论,并建立了二维空间的颗粒大小分维特征 模型。1992 年 Tyler 等[20]提出了质量和孔径关系的 标准化方程,且通过假设不同土壤粒级具有相同密 度的条件,建立了土壤粒径分布分形维数的重量分 布模型。 依据分形理论,可设用孔径 r 的筛子筛分试 筛网上物料总数 样, 将筛下的物料总数计为 M1(r),
粗粒土级配及颗粒破碎分形特性

粗粒土级配及颗粒破碎分形特性陈镠芬;高庄平;朱俊高;殷建华【摘要】验证颗粒质量-粒径分布分形模型用于表示粗粒土级配的适用性,研究粗粒土在不同缩尺粒径的情况下,采用不同缩尺方法缩尺后土体分形维数的变化规律;基于分形维数建立缩尺级配与原始级配之间的联系,分析不同母岩材料、级配和颗粒形状粗粒土三轴试验资料,推算粗粒土的相对破碎率,并探讨分形维数与相对破碎率的关系.研究结果表明:分形维数能定量描述粗粒土的原始级配和缩尺级配,不同缩尺方法得到的粒度分形曲线形态有较大差别,与原始级配的粒度分形曲线有不同程度的偏离,缩尺粒径越小偏离程度越大.在所研究的4种缩尺方法中,分形维数与缩尺粒径的对数呈较好的线性关系;围压越大,破碎分形维数和相对破碎率越大,试验前粗粒土的分形维数越大,剪切试验后相对颗粒破碎率越小.不同母岩、级配和颗粒形状的破碎分形维数与相对破碎率呈幂函数关系,通过分形维数和拟合参数可估算不同围压下的相对破碎率.【期刊名称】《中南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2015(046)009【总页数】8页(P3446-3453)【关键词】粗粒土;级配;颗粒破碎;分形维数;相对破碎率【作者】陈镠芬;高庄平;朱俊高;殷建华【作者单位】河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京,210098;河海大学岩土工程科学研究所,江苏南京,210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京,210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京,210098;河海大学岩土工程科学研究所,江苏南京,210098;香港理工大学土木工程系,香港,999077【正文语种】中文【中图分类】TU411粗粒土是指直径大于5 mm颗粒的质量分数超过50%的卵、砾石料或堆石料,其在较高的压力下易破碎,颗粒破碎现象在高土石坝中尤其值得关注。
颗粒破碎引起土体级配的改变,从而改变粗粒料的物理力学性质。
然而,如何描述破碎前后级配的差异,一直是一个难题,相关研究较多,但多不理想。
粗粒料力学特性研究进展5600字

粗粒料力学特性研究进展5600字摘要:粗粒料具有强度高、变形小、透水好、造价低等优点,已经被广泛应用于路基工程、土石坝工程、护岸工程、筑岛工程等。
粗粒料力学特性研究很多方面借鉴和参考了砂土的力学特性,但由于粗粒料的颗粒粒径更大,因此力学特性与砂土又有明显差异,必须在粗粒料大量的力学试验的基础上开展研究。
分析总结了粗粒料力学特性的研究现状及最新进展、包括强度和变形特性、应力状态的影响、材料状态的影响、细观结构的作用及本构模型研究等,并就其中存在的问题进行了讨论并提出了一些建议。
毕业/2/view-12061510.htm关键词:粗粒料;强度;变形;剪胀性;本构模型;材料状态;应力状态;结构性粗粒料一般是指粒径大于5mm土的含量大于50%的土,在自然界中广泛分布和存在,并可人工开采制得。
粗粒料由于含有大量的粗大颗粒,因此具有较高的抗压强度、较小的沉降变形、较好的透水性能等优点,而且粗粒料一般是就地取材,造价低廉,因此在路基工程、土石坝工程、护岸工程、筑岛工程等被广泛应用。
由于粗粒料的颗粒粒径相对较大,常采用大型三轴试验来认识和了解粗粒料的力学特性,并在此基础上建立描述粗粒料应力应变关系的本构模型,目前已经取得了较为丰富的研究成果。
但由于大型三轴仪尺寸的急剧增大,对设备的技术要求也提高很多,如加载能力、稳压能力、密封性能等,因此相对于黏性土和砂土的研究在很多方面还不是很完善、系统。
对粗粒料力学特性的研究进行了较为深入的分析总结,分析了研究中存在的一些问题,并提出了一些建议。
1 大型三轴试验简介粗粒料的粒径相对较大,透水性较好,因此大三轴试验中较多采用饱和固结排水剪切试验,下文介绍的内容不加说明也都针对大三轴排水剪切试验。
在试验中为保证成果的科学性和合理性,一般要求试样尺寸与试样颗粒最大粒径之比不小于5。
大型三轴试验的试样为圆柱体,尺寸一般采用:直径30cm×高度60cm,试样颗粒的最大粒径为6cm。
粒度小于13.2mm矿石颗粒的冲击粉碎试验研究

粒度小于13.2mm矿石颗粒的冲击粉碎试验研究I. 引言- 介绍矿石冲击粉碎试验的重要性- 概述相关研究的现状- 引出本文将研究的问题II. 实验设计- 阐述试验设备的选用和参数设置- 说明矿石颗粒的选择和处理方法- 介绍实验流程和数据处理方法III. 结果分析- 展示实验结果并进行数据统计和分析- 研究矿石颗粒粒径和冲击力对矿石破碎程度的影响- 探究矿石颗粒内部长期受力破坏的机理IV. 讨论- 对实验结果的科学性和可靠性进行讨论- 分析可能存在的误差和局限- 探讨实验结果对工业生产和科学研究的应用价值V. 结论- 总结本文的研究内容和实验结果- 引出进一步研究的意义和方向参考文献:列出本文参考的相关研究文献I. 引言矿石颗粒的冲击粉碎试验研究在矿业和金属材料加工等领域具有重要的应用价值。
粒径小于13.2mm的矿石颗粒是一类特殊的矿石,其颗粒较小,物理特性也与粒径较大的矿石不同。
因此,对这类矿石颗粒的冲击粉碎试验研究具有特殊的意义。
经过多年的研究和发展,矿石颗粒的冲击粉碎试验已经成为了矿业和材料加工领域的重要实验手段。
然而,随着科技水平的不断提高和矿产资源的不断缩减,对于粒径小于13.2mm的矿石颗粒的冲击粉碎试验的研究需求也日益增加。
粒径小于13.2mm的矿石颗粒在加工和利用过程中,因为其颗粒小、形状各异,使得其物理特性较为复杂。
因此,对其进行冲击粉碎试验的研究不仅有助于深入了解其物理特性,还有助于优化其加工和利用过程中的工艺流程,提高矿石的利用率。
目前,针对粒径小于13.2mm的矿石颗粒的冲击粉碎试验已有一定的研究成果。
研究表明,矿石颗粒粒径和冲击力是影响矿石破碎程度的两个主要因素。
同时,矿石颗粒内部长期受力破坏也是一个需要考虑的问题。
本文旨在通过对粒径小于13.2mm的矿石颗粒的冲击粉碎试验进行研究,探讨矿石颗粒粒径和冲击力对矿石颗粒破碎的影响,并深入探讨矿石颗粒内部长期受力破坏的机理,以期进一步提升矿石精细化加工的能力和矿石利用率,为工业生产和科学研究提供有益的参考。
粉碎物料的性能、强度与易碎性详细论述

粉碎物料的性能、强度与易碎性详细论述开展粉体工程设计或选择粉体机械、制定粉体工艺时,必须了解固体物料的性能。
物料的性能对破碎机和粉磨机的选型质关重要,物料物性直接影响到物料的粉碎效果、粉碎机械的能耗、粉碎产品的粒度特性、粉碎机械主要粉碎零部件(齿板、锤头、衬板及磨矿介质)的磨耗以及在粉碎时必须采取的特殊措施等。
固体物料的基本性能有以下几个方面.(一)几何特性1、物料的颗粒尺寸2、物料的颗粒形状3、固体物料的比表面积4、孔隙度,即颗粒与内部空间的大小5、空隙度,即颗粒与颗粒之间空间的大小(二)固体物料的物理性能1、粉体加工性能2、粉体流动性能。
研究物理的流动、喷流(泄流)及附着性。
3、物理的摩擦性能,研究物料的剥落、磨琢性及物料的内摩擦角、壁面摩擦角等对物料加工的影响。
4、固体物料的其他性能。
硬度、颗粒的离析、压缩性、架桥性、密度、安息角、下落角、分散性、团聚性、结块及粘结性、临界湿度及湿含量等。
(三)固体物料化学和电能性1、固体物料的化学性能包括化学组成、固体物料的分解、吸湿性、腐蚀性、可燃性、毒性及爆炸性等。
2、固体物料的电能性包括导电性、磁性及静电等。
(四)粉碎物料时应注意的物性在进行物料粉碎设计前,必须取得下列物性数据:物料的松散密度、硬度、处理物料的粒度组成及最大粒度;确定物料是否含有毒性,其粉尘是否有爆炸危险;被处理物料对粉碎机械的粉碎部件的磨琢及腐蚀程度;了解物料的粘结性能。
根据以上物料的物性数据及有关性能的选择合适的粉碎机械。
二、物料的强度与易碎性物料的强度一般表现为粉碎物料的难易程度,也可称为物料的易碎性。
同一粉碎机械在相同的操作条件下粉碎不同的物料时,其生产能力是不同的,这说明各种物料的易碎性不同。
易碎性与物料的强度、硬度、密度、结构的均匀性、含水量、粘性、裂痕、表面情况以及形状因素有关。
而物料的粒度同强度关系更密切,粒度小的物料,其宏观和微关裂缝比大粒度的少,因此强度相对较高。
粮食颗粒力学特性与其破碎关联性研究进展

粮食颗粒力学特性与其破碎关联性研究进展崔帆田勇曹宪周*(河南工业大学,郑州450001)摘要:文章阐述了粮食受外载荷作用后所反映的力学特征及反映化学、物理结构的理化品质两方面特性与粮食破碎之间的关联性。
指出了研究粮食不同特性与粮食破碎关联性之间关系的实验手段、实验方法及结论。
对研究粮食的破碎与力学特性有指导意义。
关键词:粮食力学特性;粮食理化特性;破碎;关联性中国分类号:S220.1文献标识码:A 文章编号:粮食颗粒破碎一直是粮食加工与储运研究者所关注的一个问题。
农业部农产品加工局局长张天佐在“2012农业科技创新发展论坛暨第三届中国现代农业产业投融资峰会上”表示“我国粮食每年产后损失率超过8%,据统计,每年粮食的损失量高达500亿斤。
”粮食颗粒的破碎不仅造成粮食的巨大浪费,而且为其输送、储藏、生产等带来一系列的问题。
粮食在运输、储藏、加工过程中,导致粮食破碎的因素较多,诸如其力学特性(粉质结构、水分、弹性模量等)、温度、速度、受力性质等因素。
而这些因素在不同工况条件下,对不同粮食或同一品种粮食会产生不同的破碎影响。
因此,本文通过分析归纳粮食力学特性与其加工品质关系、粮食理化特性与其加工品质的关系,通过研究前所述与粮食颗粒破碎之间的关联性,分析粮食其破碎原因,以此给从事粮食科学研究及粮食加工人员提供一定的实验及理论分析方法。
1 粮食力学特性与其加工品质关系粮食力学特性是指在不同环境下,承受各种外加载荷(碰撞、拉伸、压缩、弯曲等)时所表现出的力学特征。
包括拉压应力、剪切应力、弯曲应力等指标。
1.1 粮食力学特性1.1.1 压应力张洪霞等[1]利用WDW-5微机电子式万能试验机采用机械式连续加载方式对大米籽粒进行力学试验。
实验样品采用恳93341、农99d004、富士光、东农416等含水率为14.5%(湿基)的糙米。
通过大量实验,作者将数据经Matlab处理后得到力-位移曲线,测定了不同种类大米籽粒的几种常规力学性质,弹性模量,破坏能,破坏力以及破坏应力,并通过方差分析说明了不同品种的大米的弹性模量、破坏能、破坏力存在显著差异,而破坏应力差异性不显著,为稻谷运输、贮藏、干燥、加工等提供一定的参考依据。
粗粒土颗粒破碎特性研究

粗粒土颗粒破碎特性研究摘要:粗粒土具有压实性好、填筑密度大、沉陷变形小、透水性强以及抗剪强度高等优点,在工程中应用广泛,如用于土石坝、道路、港口、机场、房屋地基等工程中。
本文阐述了土体的本构关系和粗粒土发生颗粒破碎过程,总结了各种度量颗粒破碎的参数,以及颗粒破碎与土体之间的相互影响,并介绍了运用不同参数建立的考虑颗粒破碎的粗粒土的本构模型。
关键词:粗粒土;颗粒破碎;度量指标;1引言粗粒土是指粒径在0.1mm~60mm范围内的颗粒含量(质量比)大于50%的土石混合料。
屈智炯[1]按土体中的细粒含量,将粗粒土分为无粘性粗粒土、少粘性粗粒土、粘性粗粒土,均能用于土石坝工程中。
粗粒土由风化的岩石颗粒组成,并根据组成土体的岩石颗粒大小来区分,由于风化作用,土颗粒本身含有微裂缝。
土颗粒在荷载作用下产生弹性变形,随着荷载增大,颗粒内部的微裂缝开始扩展,土颗粒产生塑性变形,最后扩展的裂缝贯穿整个颗粒发生颗粒破碎。
土的本构关系十分复杂,除受时间因素影响外,还受温度、湿度等因素影响颗粒破碎影响土体的本构关系,如颗粒破碎使粗粒土的颗粒粒径、级配曲线、密实程度发生变化,影响其应力应变行为。
同时颗粒破碎对粗粒土的物理性质有显著影响,目前国内外许多学者已经对颗粒破碎进行了大量研究。
2.颗粒破碎的度量指标颗粒破碎现象复杂,具有极大的随机性和不确定性,因此大部分的度量指标都是基于统计学对于颗粒破碎程度的整体描述。
Hardin[2]将级配曲线与0.074mm线围成的面积定义为土体的破碎势Bp,将土体试验前后破碎势的变化值定义为整体破碎参量Bt,即土体试验前后级配曲线所围成的面积。
Nakata[3]提出破碎参量Bf,等于与土体试验前级配曲线最小粒径对应的试验后级配曲线的百分含量1%。
Lee[4]提出把试验前后土体级配曲线颗粒含量为15%的颗粒粒径的比值作为破碎参量,即D15试前/D15试后。
Mcdowell[5]根据颗粒破碎之后具有自相似特性,基于分形理论建立了几何模型描述颗粒的破坏拉应力,根据最小颗粒的破坏拉应力和当前荷载计算土体的颗粒破碎程度。
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粗 粒 料 颗 粒 破 碎 特 性 研 究 述 评
刘汉龙 , 2孙逸 飞 , 杨 贵 , 一 , , 陈育 民 一 2
(. 1河海大学岩土力学与堤坝工程 教育部重点实验室 , 江苏 南京 2 09 ; . 108 2 河海大学土木与交通学院 , 江苏 南京 209 ) 108
第4 0卷第 4 期
21 02年 7 月
河 海 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 )
Ju a o oa U i rt( a r c ne) or f hi n e i N t a Si cs n l H v sy ul e
Vo . o No. 14 4
J1 0 2 u .2 1
摘要 : 颗粒破碎 的度 量指 标 、 响 因素 、 土体 强度特 性 的影 响和本构 模 型 4方 面对粗 粒料 在 高 从 影 对 应力条件 下 的颗粒破 碎 特性研 究进展 进行 评述 , 并就 其 中存在 的 问题 进行 探讨 , 出今后 的研 究方 指 向 : 形理论在 颗粒破 碎度 量 中的应 用 ; 始应 力状 态对颗 粒破 碎 率 的 影响 ; 体 结构 性 对颗 粒破 分 初 土
2 oe eo il n rn ot i nie i .Clg C ia Tas r t nE gne n l f v d p a o r g,H h i n e i ,N nn 10 8 h i ) oa U i rt af g 2 09 ,C n v sy i a
Ab ta t sr c :Th s p p r p o ie e iw f te r s ac mg e s o te c a a trsis o at l r a a e o o re i a e rvd s a r ve o h ee rh p r s n h h r ceit f p ri e b e k g fc as c c a g e ae n e ih sr s g rg tsu d r hg t s,icu ig te p ril r a a e i d x,i f e cn a tr , efcs o ol sr n t e n ld n a t e b k n e h c e g nl n ig fcos f t n s i te gh,a d u e n c n t u ie mo es o si t d l .Ba e f d s u so fte p o lms i e r s ac t v s d O ic s in o rb e n t e e rh,i i on e u h tf r e e e rh s o l h h t s p itd o tt a u t rr sa c h ud h fc s o h olwig:a p iain o efa t e r ome s r me to a t l ra a e h f c fiiilsrs n o u n te flo n p lc t ft r ca t oy t au o h lh e n fp ri e b e g ,te ef to t te so c k e n a te p ril r a a e rt ,t e e e t f ol a r n p ril b e a e h f c fsi s e o at l r a a e n d h atce b e g ae h f c o i fb c o at e r a g ,te ef to ol i n p r ceb e g ,a k s i c k e z i k
碎 的影 响 ; 土体尺 寸效应 对颗 粒破碎 的 影响 ; 虑微 观 力学机理 的颗 粒破碎 本 构模 型。 考 关 键词 : 粒料 ; 粗 颗粒破 碎 ; 土体 剪胀性 ; 摩擦 角; 构模 型 ; 本 综述
中图分 类号 : U 4 T41 文献标 志码 : A 文章 编号 :0 0 18 (0 2 0 - 3 1 0 10 —90 2 1 ) 0 6 — 9 4
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