不同颗粒粒径的松散沉积物抗剪强度试验研究

浙江省嵊县组玄武岩中的河湖相沉积夹层,因胶结弱、强度相对较低,对山体边坡稳定存在威胁。该松散沉积层充填颗粒呈现下粗上细的沉积结构特征,颗粒粒径组成对整体抗剪强度特征有一定的影响。为此,基于缩尺方法设计并配制了3组最大颗粒粒径d_(max)分别为60,40,20 mm的重塑样,采用大型直剪设备对不同颗粒粒径组成的松散沉积物进行直剪试验,并结合分形理论,采用分形维数D_(F)作为粒度分布评价指标,分析了松散沉积物抗剪强度特征与d_(max)、D_(F)的相关性。结果表明:在直剪过程中,松散沉积物的剪应力-水平位移曲线无明显峰值,应力-应变关系呈应变硬化型;在控制含石量不变的条件下,对粗颗粒部分进行缩尺后发现,分形维数D_(F)随着最大颗粒粒径d_(max)的增大而增大;松散沉积物抗剪强度参数随颗粒组成特征变化明显,在同一干密度制样标准下,d_(max)、D_(F)越大,黏聚力c增大,而内摩擦角φ显著减小。研究结果对含松散沉积夹层边坡工程建设与稳定性分析具有一定借鉴意义。