高 瑋， 胡瑞林

中國(guó)科學(xué)院工程地質(zhì)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029

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基質(zhì)膠結(jié)對(duì)土石混合體強(qiáng)度變形特性影響

高 瑋， 胡瑞林

中國(guó)科學(xué)院工程地質(zhì)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029

利用應(yīng)變控制式靜力三軸剪切儀，對(duì)具有不同膠結(jié)程度和含石量的土石混合體試樣進(jìn)行了固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)；通過(guò)對(duì)制備的土石混合體試樣的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系、孔隙水壓力變化、有效應(yīng)力路徑和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)等試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析，探討了不同膠結(jié)程度土石混合體試樣的差別及產(chǎn)生原因。試驗(yàn)結(jié)果表明：不同膠結(jié)程度土石混合體破壞方式可分為剪切帶破壞和鼓肚變形破壞兩種基本類型；膠結(jié)使得土石混合體應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系和孔隙水壓力變化與未膠結(jié)土石混合體差異明顯，膠結(jié)作用對(duì)土石混合體的剪脹和軟化特性影響顯著。在塊石軟硬程度、形狀及試樣密實(shí)度相近的條件下，不論是否膠結(jié)或膠結(jié)程度如何，土石混合體有效內(nèi)摩擦角φ’與無(wú)量綱粒度分布特征參數(shù)D50WBP/D60具有較好的線性相關(guān)性。試驗(yàn)結(jié)論為確定不同膠結(jié)程度土石混合體強(qiáng)度提供了參考。

土石混合體；基質(zhì)膠結(jié)；固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)；含石量

0 引言

工程建設(shè)中經(jīng)常遇到殘坡積物、沖洪積物和冰水堆積物等堆積介質(zhì)，其物質(zhì)成分以土夾礫石或塊石以及礫石或塊石夾土為主,物質(zhì)結(jié)構(gòu)雜亂無(wú)章、分選性差、粒間結(jié)合力和透水性差別大。這類由細(xì)粒土和粗粒土混雜且缺乏中間粒徑的土稱為混合土[1]。Medley[2]、油新華[3]、徐文杰[4]等學(xué)者根據(jù)塊石在巖土體中的作用把混合土中塊石含量處在一定范圍，基質(zhì)、塊石強(qiáng)度具有一定差異的巖土體稱為“土石混合體”。

a.殘坡積土石混合體；b.崩坡積土石混合體；c.沖洪積土石混合體；d.冰水堆積土石混合體。圖1 不同成因土石混合體Fig.1 S-RM in different formation

圖1為不同地質(zhì)歷史時(shí)期形成的土石混合體。第四系全新世形成的殘坡積土石混合體(圖1a)，由于是新近堆積，基質(zhì)膠結(jié)程度低，結(jié)構(gòu)松散，極易誘發(fā)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。而第四系中更新世形成的冰水堆積土石混合體(圖1d)，由于形成年代久遠(yuǎn)，在冰蝕作用、冰積作用、冰水侵蝕作用以及后期的沖蝕、沖積作用下，基質(zhì)膠結(jié)程度高，結(jié)構(gòu)致密，即使在邊坡近90°的情況下，也具有極高的穩(wěn)定性。因此，基質(zhì)膠結(jié)程度的不同，土石混合體的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性是顯著不同的，基質(zhì)的作用不容忽視，基質(zhì)膠結(jié)對(duì)土石混合體細(xì)觀和宏觀力學(xué)性能的影響值得進(jìn)一步關(guān)注。

雖然國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)土石混合體的變形破壞特征及抗剪強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行了充分的研究[5-11],但以往的試驗(yàn)研究多是在基質(zhì)未膠結(jié)的情況下進(jìn)行的，土石混合體為松散狀態(tài)，結(jié)構(gòu)性較差。而對(duì)于不同膠結(jié)程度，具有一定結(jié)構(gòu)性的土石混合體變形破壞特征及抗剪強(qiáng)度參數(shù)研究很少。筆者采用人工制備不同膠結(jié)程度、具有一定結(jié)構(gòu)性的土石混合體試樣，分別對(duì)其在不同圍壓、含石量條件下進(jìn)行常規(guī)三軸固結(jié)不排水剪切對(duì)比試驗(yàn)研究，分析和探討了基質(zhì)膠結(jié)、含石量對(duì)土石混合體試樣力學(xué)特性、抗剪強(qiáng)度參數(shù)的影響。

1 試樣類型及制備方法

1.1 試樣類型

筆者采用調(diào)整土石混合體中塊石的體積含石量來(lái)配制具有相同基質(zhì)干密度、不同含石量的土石混合體，并通過(guò)摻入相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)水泥(2%)、調(diào)節(jié)水泥養(yǎng)護(hù)時(shí)間來(lái)獲得不同基質(zhì)膠結(jié)程度的土石混合體，其中基質(zhì)膠結(jié)程度由控制干密度下基質(zhì)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu定量表征。為與其他文獻(xiàn)成果對(duì)比研究，特將體積含石量轉(zhuǎn)換為質(zhì)量含石量(block proportion by weight，WBP)，且后文所提含石量均為質(zhì)量含石量。

根據(jù)Medley、Linguist[12]對(duì)土石混合體的研究發(fā)現(xiàn)，土石混合體具有比例無(wú)關(guān)性(scale-independence)這一重要特點(diǎn)，即在不同的工程尺度Lc下，基質(zhì)/塊石閾值dS/RT應(yīng)滿足以下條件：

(1)

據(jù)此,當(dāng)構(gòu)成土石混合體的顆粒粒徑d≥dS/RT時(shí),將其劃分為“塊石”；當(dāng)d

另外，郭慶國(guó)[13]通過(guò)大量的試驗(yàn)研究表明：D/dmax=4～6可基本消除試樣尺寸效應(yīng)(D為試樣直徑；dmax為最大的試驗(yàn)粒徑)。因此，本次試驗(yàn)將粒徑<2 mm的細(xì)粒作為基質(zhì)，將粒徑≥2 mm的粗粒作為塊石，且最大粒徑不超過(guò)10 mm。其中： 粒徑<2 mm的基質(zhì)取自中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所院內(nèi)正在施工的儀器開(kāi)發(fā)大樓基坑內(nèi)黏質(zhì)粉土，其基本物理力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表1；粒徑≥2 mm的塊石為該建筑工地使用的碎石料，均勻性、磨圓度較差(圖2)。水泥為鉆牌32.5普通硅酸鹽水泥。試驗(yàn)主要制備了3種含石量、2種不同養(yǎng)護(hù)時(shí)間下的土石混合體。不同含石量土石混合體級(jí)配見(jiàn)圖2。另外，為了對(duì)比膠結(jié)和無(wú)膠結(jié)情況下土石混合體的力學(xué)特性，筆者還制備了未摻水泥的土石混合體試樣。

圖2 土石混合體試樣級(jí)配曲線及基質(zhì)塊石照片F(xiàn)ig.2 Cumulative grain size distribution of S-RM and photos of matrix and block samples

1.2 制備方法

先將水泥與土石混合體在干燥狀態(tài)下攪拌，再放入適量水(水與水泥質(zhì)量比為2∶1)進(jìn)行二次攪拌，攪拌均勻后分四層進(jìn)行靜力壓實(shí)，控制基質(zhì)干密度(1.7 g/cm3)。在制樣過(guò)程中，盡量將大顆粒塊石置于制樣筒中部，邊緣部位用基質(zhì)細(xì)粒填充，以減小大顆粒塊石對(duì)橡皮膜帶來(lái)的刺入破壞和邊界摩擦效應(yīng)。所有試樣在加載前均進(jìn)行抽氣飽和24 h以上的飽水過(guò)程，充分排出試樣中的空氣。膠結(jié)試樣在飽和后繼續(xù)放在水中浸泡不同時(shí)間，使水泥充分發(fā)揮其膠結(jié)作用，以達(dá)到不同膠結(jié)程度的目的。本試驗(yàn)在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所工程地質(zhì)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室KTG試驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行，所有試樣加載速率為每分鐘應(yīng)變0.5%。三軸試驗(yàn)試樣為圓柱體，直徑3.91 cm、高8 cm，操作方法嚴(yán)格按照GB/T 50123-1999[14]要求。

2 試驗(yàn)結(jié)果及其分析

2.1 土石混合體破壞方式

在不同試樣含石量、膠結(jié)程度和試驗(yàn)圍壓條件下，試樣最終表現(xiàn)出不同的破壞現(xiàn)象，即鼓肚變形破壞和剪切帶破壞兩種(表2、圖3)。鼓肚變形破壞方式主要表現(xiàn)為試樣發(fā)生均勻剪切變形，中部輕微鼓起，試樣兩端無(wú)明顯變形(圖3a)。剪切帶破壞方式主要表現(xiàn)為試樣破壞時(shí)出現(xiàn)單一集中的剪切破壞面(圖3b)。

根據(jù)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以得出膠結(jié)情況、含石量、試驗(yàn)圍壓均影響試樣的破壞方式。無(wú)膠結(jié)土石混合體試樣，不論含石量和圍壓如何變化，其破壞方式均為鼓肚變形破壞。膠結(jié)土石混合體試樣， 破壞方式隨含石量的升高和圍壓的增加， 逐步由剪切帶破壞向鼓肚變形破壞方式過(guò)渡。此外，試樣膠結(jié)程度越高，越容易發(fā)生剪切帶破壞。

表1 黏質(zhì)粉土的物理力學(xué)性質(zhì)

表2 土石混合體試樣破壞方式統(tǒng)計(jì)表

注：a.鼓肚變形破壞；b.剪切帶破壞。

a.鼓肚變形破壞；b.剪切帶破壞。圖3 不同條件下試樣破壞方式Fig.3 Failure mode under different conditions

2.2 基質(zhì)膠結(jié)對(duì)應(yīng)力應(yīng)變曲線的影響

圖4是含石量為39%的土石混合體在不同膠結(jié)程度下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線。由圖4可知，土石混合體的應(yīng)力應(yīng)變曲線形態(tài)不僅受到圍壓的控制，還受到膠結(jié)程度的影響：未膠結(jié)試樣，在圍壓為100、200 kPa時(shí)，應(yīng)力應(yīng)變曲線為輕微應(yīng)變軟化現(xiàn)象，當(dāng)圍壓為300 kPa時(shí)，偏應(yīng)力隨軸向應(yīng)變的增加而增加，應(yīng)力應(yīng)變呈明顯的非線性關(guān)系(圖4a)；膠結(jié)試樣，應(yīng)力應(yīng)變曲線均呈現(xiàn)應(yīng)變軟化形態(tài)，峰值明顯，出現(xiàn)在應(yīng)變1%～3%，且峰值強(qiáng)度隨膠結(jié)程度的提高而升高(圖4b，c)。應(yīng)變軟化發(fā)生后，膠結(jié)土石混合體試樣并沒(méi)有像其他脆性材料那樣發(fā)生迅速的應(yīng)力跌落，而是較為緩慢，呈線性下降，直到試驗(yàn)結(jié)束；說(shuō)明其應(yīng)變軟化過(guò)程是膠結(jié)逐步破損的過(guò)程。

2.3 基質(zhì)膠結(jié)對(duì)孔隙水壓力的影響

從S-RM-39試樣固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)的孔壓應(yīng)變關(guān)系曲線(圖5)可以看出，膠結(jié)程度對(duì)土石混合體孔隙水壓力的影響強(qiáng)烈，且其影響規(guī)律隨圍壓變化有所不同。

a.未膠結(jié)；b.膠結(jié)養(yǎng)護(hù)1 d；c.膠結(jié)養(yǎng)護(hù)3 d。σ1為最大主應(yīng)力，σ3為最小主應(yīng)力，εa為軸向應(yīng)變。圖4 不同膠結(jié)程度S-RM-39應(yīng)力應(yīng)變曲線Fig.4 Stress-strain curves of S-RM-39 with different cementation

a.未膠結(jié)；b.膠結(jié)養(yǎng)護(hù)1 d；c.膠結(jié)養(yǎng)護(hù)3 d。u為孔隙水壓力。圖5 不同膠結(jié)程度S-RM-39應(yīng)變和孔壓關(guān)系曲線Fig. 5 Pore-strain curves of S-RM-39 with different cementation

當(dāng)試樣無(wú)膠結(jié)時(shí)，在不同的固結(jié)應(yīng)力狀態(tài)下，孔壓隨著應(yīng)變的增加而增加，后逐步趨于穩(wěn)定(圖5a)。試樣膠結(jié)后：當(dāng)圍壓為100、200 kPa時(shí)，孔隙水壓力先逐漸增加，出現(xiàn)峰值后，迅速下降，并最終維持在負(fù)值；當(dāng)圍壓為300 kPa時(shí)，孔隙水壓力達(dá)到峰值后的下降速度較緩，并維持在正孔隙水壓力(圖5b，c)。這主要是由于：當(dāng)土石混合體未膠結(jié)時(shí)，試樣整體結(jié)構(gòu)性差，在試樣剪切的過(guò)程中基質(zhì)細(xì)粒移動(dòng)、塌陷、填充顆粒之間孔隙，因此造成孔隙水壓力上升；當(dāng)土石混合體膠結(jié)后，基質(zhì)內(nèi)部，基質(zhì)與塊石之間的膠結(jié)起到阻止試樣發(fā)生變形的作用，因此孔隙水壓力上升較慢，隨著膠結(jié)破損范圍的擴(kuò)大，由膠結(jié)破碎導(dǎo)致的附加變形迅速增加，因此孔隙水壓力迅速下降，直至產(chǎn)生負(fù)孔壓。

2.4 基質(zhì)膠結(jié)對(duì)應(yīng)力路徑的影響

圖6為不同膠結(jié)程度S-RM-39試樣固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)平均有效應(yīng)力p′和偏應(yīng)力q的應(yīng)力路徑變化關(guān)系圖。由圖6可見(jiàn)，具有不同膠結(jié)程度的試樣在不同的固結(jié)應(yīng)力狀態(tài)下的有效應(yīng)力路徑變化是不同的。當(dāng)試樣無(wú)膠結(jié)時(shí)(圖6a)：在100、200 kPa圍壓固結(jié)后，有效應(yīng)力路徑向左方向發(fā)展，表現(xiàn)為體積收縮的變形趨勢(shì)；當(dāng)固結(jié)圍壓為300 kPa時(shí)，應(yīng)力路徑存在一個(gè)明顯的相轉(zhuǎn)換點(diǎn)，在剪切過(guò)程中此點(diǎn)是未膠結(jié)試樣變形趨勢(shì)由壓縮轉(zhuǎn)為膨脹的分界點(diǎn)。當(dāng)試樣膠結(jié)后(圖6b，c)，試樣的應(yīng)力路徑均向右方向發(fā)展，當(dāng)有效應(yīng)力路徑穿過(guò)總應(yīng)力路徑后，試樣產(chǎn)生負(fù)孔隙水壓力。這主要是由于膠結(jié)的土石混合體其整體結(jié)構(gòu)性增強(qiáng)，基質(zhì)細(xì)?；?、填充孔隙的幾率減小，而由膠結(jié)破碎導(dǎo)致的附加變形增加，因此土石混合體剪脹作用增強(qiáng)。

2.5 膠結(jié)對(duì)不同含石量土石混合體的力學(xué)影響

a.未膠結(jié)；b.膠結(jié)養(yǎng)護(hù)1 d；c.膠結(jié)養(yǎng)護(hù)為最大有效主應(yīng)力，σ3′為最小有效主應(yīng)力，p為總應(yīng)力。圖6 不同膠結(jié)程度S-RM-39應(yīng)力路徑曲線Fig.6 CU stress paths of S-RM-39 with different cementation

圖7 不同含石量土石混合體試樣膠結(jié)養(yǎng)護(hù)1 d應(yīng)力應(yīng)變(a)和孔壓關(guān)系(b)曲線Fig.7 Stress-strain (a) and Pore-strain (b) curves of S-RM with different WBP and same curing time

圖7為不同含石量土石混合體膠結(jié)試樣養(yǎng)護(hù)1 d、在圍壓為200 kPa時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線和孔隙水壓力曲線對(duì)比圖。當(dāng)試樣膠結(jié)后，不同含石量的土石混合體均表現(xiàn)為應(yīng)變軟化現(xiàn)象，隨著含石量的增加，峰值強(qiáng)度逐漸增加，應(yīng)變軟化現(xiàn)象更加明顯(圖7a)。試樣在軸向應(yīng)變較小時(shí)具有一定的減縮現(xiàn)象，孔隙水壓力上升，隨后試樣轉(zhuǎn)為剪脹，且隨著含石量的增加剪脹作用加強(qiáng)，孔隙水壓力迅速下降，含石量為39%和60%試樣的孔隙水壓力甚至變?yōu)樨?fù)值(圖7b)。這主要是由于膠結(jié)試樣隨著含石量的升高，塊石的骨架效應(yīng)增強(qiáng)，試樣孔隙很難被填充，塊石相互錯(cuò)動(dòng)、翻越或抬起的幾率增加，因此導(dǎo)致剪脹作用增強(qiáng)。

從圖7還可以看出，含石量為14%的土石混合體試樣與未含塊石的試樣應(yīng)力應(yīng)變曲線和孔隙水壓力變化曲線非常接近。這也證明塊石含量必須滿足某一界限值時(shí)，土石混合體中的塊石才能對(duì)其整體的力學(xué)性能產(chǎn)生影響[2，12，15]。

2.6 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)分析

抗剪強(qiáng)度指標(biāo)是土石混合體重要的力學(xué)性質(zhì)之一，選取合理的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)滑坡堆積體穩(wěn)定性至關(guān)重要。在確定抗剪強(qiáng)度指標(biāo)時(shí)選用的破壞準(zhǔn)則是根據(jù)《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》[14]的規(guī)定：應(yīng)變硬化時(shí)采用軸向應(yīng)變?chǔ)臿=15%所對(duì)應(yīng)的主應(yīng)力差作為破壞點(diǎn)；應(yīng)變軟化時(shí)采用峰值主應(yīng)力差作為破壞點(diǎn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理結(jié)果如表3所示。

由表3可以看出，除含石量為60%的土石混合體外，膠結(jié)試樣抗剪強(qiáng)度指標(biāo)明顯高于未膠結(jié)試樣的試驗(yàn)結(jié)果?？傮w來(lái)說(shuō)，總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)變化規(guī)律較差，有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)φ′值變化規(guī)律較為明顯，隨著質(zhì)量含石量的增加逐漸增加。雖然添加水泥的方法能夠模擬結(jié)構(gòu)性土膠結(jié)這個(gè)主要因素[16-19]，但仍不能與天然狀態(tài)下組構(gòu)特征和粒間作用力特征完全一致，因此導(dǎo)致本次試驗(yàn)對(duì)土石混合體黏聚力c值的影響顯著，而對(duì)于土石混合體內(nèi)摩擦角φ值影響不明顯，這主要是由于水泥的膠結(jié)作用使土石混合體整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度增強(qiáng)所致。

土石混合體抗剪強(qiáng)度主要受基質(zhì)膠結(jié)程度，含石量，塊石軟硬程度、形狀以及試樣密實(shí)度的影響。根據(jù)前面分析可知，基質(zhì)膠結(jié)作用對(duì)土石混合體有效應(yīng)力φ′值影響較小，因此當(dāng)土石混合體密實(shí)度、塊石軟硬程度及形狀接近時(shí)，不同基質(zhì)膠結(jié)程度下土石混合體抗剪強(qiáng)度參數(shù)便主要受到含石量等粒度分布參數(shù)的影響。

表4總結(jié)了塊石軟硬程度、形狀及試樣密實(shí)度相近條件下，不同基質(zhì)膠結(jié)程度土石混合體現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合本次土石混合體室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出土石混合體有效內(nèi)摩擦角與無(wú)量綱粒度分布特征參數(shù)D50WBP/D60具有很好的線性相關(guān)性，且相關(guān)系數(shù)R2=0.814 2(圖8)。

表3 土石混合體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)

注：ccu、φcu為三軸固結(jié)不排水條件下土的黏聚力和內(nèi)摩擦角；c′為有效黏聚力；φ′為有效內(nèi)摩擦角。

表4 土石混合體含石量、粒度分布參數(shù)及有效內(nèi)摩擦角

注：D60為限制粒徑；D50為平均粒徑。

圖8 有效內(nèi)摩擦角與粒度分布無(wú)量綱參數(shù)D50WBP/D60的關(guān)系曲線Fig.8 Relationship between φ′ and parameters of particle size distribution

3 結(jié)論

1)不同膠結(jié)程度土石混合體破壞方式可分為剪切帶破壞和鼓肚變形破壞兩種基本類型，膠結(jié)程度、含石量和圍壓影響著土石混合體的破壞方式。

2)膠結(jié)作用對(duì)土石混合體的剪脹和軟化特性具有顯著影響。膠結(jié)程度越高，土石混合體越容易出現(xiàn)應(yīng)變軟化和剪脹現(xiàn)象，從而產(chǎn)生較大的負(fù)孔隙水壓力。由于膠結(jié)和塊石骨架作用的影響，相同膠結(jié)程度的土石混合體隨著含石量的增加，剪脹和軟化特性增強(qiáng)顯著。

3)膠結(jié)作用對(duì)提高土石混合體黏聚力值效果顯著，不論膠結(jié)程度如何，土石混合體有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)φ′值均隨著含石量的增加逐漸增加。

4)當(dāng)土石混合體密實(shí)度、塊石軟硬程度及形狀接近時(shí)，不同膠結(jié)程度土石混合體有效內(nèi)摩擦角φ′與無(wú)量綱粒度分布特征參數(shù)D50WBP/D60具有較好的線性相關(guān)性，且相關(guān)系數(shù)R2=0.814 2。

在土石混合體力學(xué)性質(zhì)和工程性質(zhì)的研究中，基質(zhì)的性質(zhì)是不可忽略的因素。筆者只是就土石混合體中基質(zhì)膠結(jié)的影響做了初步探討，進(jìn)一步的試驗(yàn)和研究工作還在進(jìn)行之中。

[1] 《工程地質(zhì)手冊(cè)》編寫委員會(huì). 工程地質(zhì)手冊(cè)[M].3版.北京: 中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 1992. The Editorial Board of Engineering Geology Handbook. Engineering Geology Handbook[M]. 3rd.Beijing: China Architecture & Building Press,1992.

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Experimental Research on Strength Characteristics of Soil-Rock Mixture with Different Matrix Bonding

Gao Wei, Hu Ruilin

KeyLaboratoryofEngineeringGeomechanics,ChineseAcademyofSciences,Beijing100029，China

Based on the strain-controlled static tri-axial shear apparatus, the authors conducted a series of consolidation un-drained shear tests on manmade soil-rock mixture (S-RM) with different matrix bonding and block proportion by weight (WBP). The difference of the results with various matrix bonding as well as their causes of the difference were studied by a comparative analysis of the stress-strain relationship, pore pressure, effective stress path, and shear strength parameters. The test results show that the failure models of S-RM with different matrix bonding can be classified as shear band and bulge deformation damage. The different matrix bonding causes a big difference on stress-strain relationship and pore pressure. The matrix bonding strongly affects the mechanical behavior of dilation and the strain-softening of S-RM. The effective internal friction angleφ′ of different bonding S-RM has a good liner correlation with the dimensionless parameterD50WBP/D60under the similar conditions of the hardness,shape of rock, and the density of samples. The conclusions drawn from the test were significant and useful for obtaining the strength of a soil-rock mixture with different matrix bonding.

soil-rock mixture (S-RM); matrix bonding; consolidation un-drained shear tests; block proportion by weight (WBP)

10.13278/j.cnki.jjuese.201504202.

2014-11-15

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41330643，41072226)

高瑋(1981--)，女，博士研究生，主要從事工程地質(zhì)和環(huán)境巖土工程的研究，E-mail:gaowei@mail.iggcas.ac.cn。

10.13278/j.cnki.jjuese.201504202

TU43

A

高瑋，胡瑞林.基質(zhì)膠結(jié)對(duì)土石混合體強(qiáng)度變形特性影響.吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版,2015,45(4):1164-1172.

Gao Wei, Hu Ruilin. Experimental Research on Strength Characteristics of Soil-Rock Mixture with Different Matrix Bonding.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2015,45(4):1164-1172.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201504202.