基质调控下粗粒定向含砾土饱和抗剪强度研究

董辉; 蒋秀姿; 文磊; 徐平

doi:10.16285/j.rsm.2025.0392

English Version Journal Login

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基质调控下粗粒定向含砾土饱和抗剪强度研究

更新时间：2026-07-06

- 基质调控下粗粒定向含砾土饱和抗剪强度研究
- Vol. 47, Issue 5, Pages: 1541-1552(2026)
- 作者机构：
  
  1. 湘潭大学土木工程学院
  2. 岩土力学与工程安全湖南省重点实验室
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.16285/j.rsm.2025.0392
  CLC： TU43
- Published：2026
- 稿件说明：
移动端阅览
董辉, 蒋秀姿, 文磊, et al. 基质调控下粗粒定向含砾土饱和抗剪强度研究[J]. 2026, 47(5): 1541-1552.
DOI：

董辉, 蒋秀姿, 文磊, et al. 基质调控下粗粒定向含砾土饱和抗剪强度研究[J]. 2026, 47(5): 1541-1552. DOI： 10.16285/j.rsm.2025.0392.

摘要

山前含砾土在多期流水作用下形成的粗粒定向特殊结构，加大了对其力学行为的刻画难度。既有研究中对粗粒定向影响含砾土力学性质的强关联条件，仍缺乏适用范围的系统认知。为明确粗粒定向的作用特征，针对粗粒量为30%的典型现场含砾土，选取粗粒定向和基质土黏性特征作为考察因素，开展了室内大型三轴试验，分析了抗剪强度等力学参量的非线性变化规律。结果表明：（1）粗粒定向结构使黏性基质含砾土抗剪强度衰减了5.99%～24.88%。当粗粒定向角≤45°时，各围压下含砾土抗剪强度均在0°时衰减程度最大，且粗粒定向的衰减作用随围压增加而减弱。当粗粒定向角>45°时，作用规律不显著。（2）粗粒定向结构导致砂性基质含砾土抗剪强度衰减了11.84%～20.46%。当粗粒定向角<45°时，各围压下抗剪强度随定向角度增大均呈线性衰减，在定向角为45°时达到最小值。当定向角>45°时，各围压下的抗剪强度均有所提高。（3）结合主剪切面路径发展和粗粒转动分析了粗粒定向结构对含砾土抗剪强度的作用方式，发现在黏性和砂性基质中粗粒定向含砾土的抗剪强度分别受粗粒转动和主剪切面的路径发展主导，且粗粒定向结构对砂性基质含砾土的支配作用较黏性基质更加显著。通过引入定向角对基质调节下粗粒定向结构含砾土的摩尔-库仑方程分别进行了修正。研究结果将为山前斜坡或场地稳定性评定的科学计算提供参考。

Abstract

关键词

Keywords

references

胡引.浅表地层土石混合体特定比对体系及其力学特性研究[D].湘潭大学,2018(02).

朱宪明.格宾堤防边坡的浸润演变与稳定性全状态研究[D].湘潭大学,2021(05).

Mohammad Afifipour,Parviz Moarefvand.Mechanical behavior of bimrocks having high rock block proportion[J].International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences,2014.

B.P. Wen,A. Aydin.Mechanism of a rainfall-induced slide-debris flow: constraints from microstructure of its slip zone[J].Engineering Geology,2004(1).

土工试验方法标准[S].2019.

邹畅宇,董辉,张旭辉,罗正东,李青隆,彭搏程.基于大三轴试验控制样品内部岩石体沉积方向的装置[P].湘潭大学,2022.

胡峰,李志清,胡瑞林,周应新,岳锐强.基于大型直剪试验的土石混合体剪切带变形特征试验研究[J].岩石力学与工程学报,2018(03).

徐文杰,胡瑞林,岳中崎.土–石混合体随机细观结构生成系统的研发及其细观结构力学数值试验研究[J].岩石力学与工程学报,2009(08).

秦红玉,刘汉龙,高玉峰,戴鹏飞.粗粒料强度和变形的大型三轴试验研究[J].岩土力学,2004(10).

张佩,杜修力,金浏,路德春,龚秋明.块石长轴倾角对土石混合体宏观力学性能的影响研究[J].工程力学,2018(09).

高文伟,高玮,胡瑞林,潘尚涛,隋皓月.块石空间定向性对土石混合体力学性质的影响[J].防灾减灾工程学报,2019(01).

赵晓彦,万宇豪,张肖兵.汶马高速公路千枚岩堆积体岩块定向性试验研究[J].岩土力学,2020(01).

林成远,唐辉明,汪丁建,李田军,温韬.块石定向性特征对土-石混合体强度影响的数值模拟[J].地质科技通报,2020(05).

WEI HouZhen,XU WenJie,WEI ChangFu,MENG QingShan.Influence of water content and shear rate on the mechanical behavior of soil-rock mixtures[J].Science China(Technological Sciences),2018(08).

王环玲,沙聪,徐卫亚,孟庆祥.基于颗粒离散元的土石混合体强度影响研究[J].土木工程学报,2020(09).

杨小彬,侯鑫,裴艳宇,阚李浩,吕祥锋.大粒径石块分布对土石混合体稳定性的影响[J].科学技术与工程,2020(31).

黄献文,姚直书,王伟,周爱兆,姜朋明.考虑块石长轴倾角和土石接触面的土石混合体边坡稳定性分析[J].工程科学与技术,2021(01).

胡峰,李志清,刘琪,胡瑞林.土石混合体的剪应力波动和跌落行为机制[J].水文地质工程地质,2021(03).

曾彩云,赵晓彦,万宇豪,李晋.考虑岩块定向性的汶马高速公路千枚岩堆积体渗透特性试验研究[J].岩土工程学报,2023(04).

张佩,刘泽昊,齐吉琳,杜修力.卵石倾角对砂卵石地层隧道开挖影响的细观力学研究[J].工程力学,2022(10).

任明辉,赵光思,浦海,尹乾,王涛.无黏性松散土石混合体剪切特性的结构效应及强度模型构建[J].岩石力学与工程学报,2024(07).

蒋亚龙,汤新,朱碧堂,孙洋,俞俊平,胡逸凡,卢海峰.黏性土石混合体力学特性及破裂形态影响因素研究[J].东南大学学报(自然科学版),2025(01).

张佩,杨承儒,侯世伟,杜修力.基于内聚力单元的土石混合体细观数值方法[J].岩土力学,2025(05).

王洪兵,任禾,张学杰,孙文超,许凡,罗安静,徐文杰.细粒土体及加载速率对土石混合体力学行为的影响[J].水文地质工程地质,2024(06).

龚健,梁桓玮,王剑峰,王展宏,许海,欧孝夺,罗月静.含石量、粗颗粒级配与细粒土性质对土石混合体剪切特性影响研究[J].广西大学学报(自然科学版),2024(06).

侯小强,杨芮,李瑞冬,樊小鹏,郑佳乐,侯宝胜.卵石土混合体随机生成方法与宏细观力学演化特性研究[J].岩土力学,2025(09).

张涛艺,王家全,林志南,唐毅.细粒含量对砾性土路基劣化及静力剪切特性影响[J].岩土力学,2025(04).

金磊,叶阳,王宇,李晶晶.抗转动对散粒介质三轴剪切力学行为的影响机制[J].岩土力学,2024(12).

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Direct shear test of short-fill-age municipal solid wastes and its shear stress-deformation model

Physico-mechanical characteristics of Malan loess in Lanzhou region

Statistic analysis of shear strength of the slope in Xiang-Lin Road in Yunnan Province

Experimental Study of the Effect of Vibration on the Shear Strength on the Interface Between Concrete and Bedrock for a Project

Stability Study of Abutment of Tianfumiao Arch Dam

Related Author

ZHANG Fang

JIN Peng

WANG Wei

MIAO Tian-de

NIU Yong-hong

LI Bao-xiong

JIANG Chao

XIA Yuan-you

Related Institution

Department of Civil Engineering, Shaoxing University

Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences

Seismological Engineering Academy of Lanzhou, Seismological Bureau of Gansu Province

College of Civil Engineering and Mechanics, Lanzhou University

School of Civil Engineering and Architecture, Wuhan University of Technology

AI问答

⁰