基于特征分离原则的大比例砂土类缩尺模型相似材料配比研究

为了获得砂土类大比例缩尺模型相似材料配比,选取福建厦蓉高速漳州段原型砂土作为骨料,石英砂、滑石粉为填充材料,膨润土为添加剂。基于特征分离原则及正交设计方法,进行了3因素5水平共25组固结压缩和直接剪切试验,得到了不同配比相似材料的力学参数值。结果表明:1)基于特征分离原则的试验配比基本能满足大比例模型试验对砂土类相似材料的要求。2)砂土和滑石粉含量与砂土、石英砂和滑石粉总重的比值对材料黏聚力和内摩擦角起主要控制作用,而滑石粉含量与砂土和滑石粉总重的比值对材料的压缩模量起主要控制作用。3)当滑石粉的含量分别占砂土和滑石粉总含量的4%和6%时,对黏聚力和压缩模量的影响均达到峰值;而掺入膨润土可以降低压缩模量,当膨润土掺量为3%时,黏聚力达到最小值;添加石英砂可以降低内摩擦角,而对其他指标影响呈现无规律波动。成果可为其他砂土类大比例缩尺模型相似材料的配制提供参考。