基于体积变化的珊瑚砂砾破碎率研究

颗粒材料的破碎行为广泛地存在于各个领域内,且对散粒体材料的力学性能有较大影响。对颗粒破碎行为的大量研究皆建立在合理可靠的破碎率计算方法上。针对现有方法不能准确评估不规则形貌颗粒(以珊瑚砂砾为典型代表)破碎率的现状,提出了以颗粒体积作为基础参数的颗粒破碎率计算方法,对原有的基于颗粒粒径的Hardin破碎率计算公式进行了改进,可以更好地评估不规则颗粒破碎率。通过不同形状珊瑚砂砾的颗粒破碎试验,对上述理论公式进行了可靠性验证,进而分析了传统方法产生误差的原因。通过试验得出了不同形状颗粒在不同压力下、不同算法下的破碎率值。结合试验过程中的应力、变形和影像观测,获得了片状、块状、棒状3种不同形状珊瑚砂砾的颗粒破碎阈值,揭示了不同形貌颗粒随压力变化过程表现出的破碎模式演化特性。

南海岛礁珊瑚砂砾混合料动力特性试验研究

在南海岛礁实际建造工程中,上部吹填地基材料以大小砂砾共存、混杂无序的状态分布。地层中砂砾混合分布状态使地基在地震等动荷载下呈现出复杂的力学响应。通过开展一系列不同含砾量、密实度、围压和初始剪应力条件下的不排水循环三轴剪切试验,研究珊瑚砂砾混合料在不同工况下的动力特性。试验结果表明,无论是在松散还是密实状态,含有珊瑚砾的混合料试样在循环荷载下表现出更缓的轴向应变增长和孔隙水压上升的变化趋势。与单一珊瑚砂所构成的试样相比,珊瑚砂砾料试样具有更高的抗液化能力。珊瑚砂砾混合料抗液化强度随着含砾量、密实度和初始剪应力的增大而显著提高。密实珊瑚砂砾料的抗液化强度随围压的增大而减小,而针对松散试样没有发现明显规律,这可能是围压和密实度耦合影响引起的。试验结果表明含砾量对试样抗液化强度的影响主要受混合料骨架结构所控制,混合料骨架大致可分为粗颗粒(珊瑚砾)和细颗粒(珊瑚砂)结构主导两种状态。二元介质属性是开展砂砾混合料力学特性研究所必须考虑的影响因素。

珊瑚砂砾互层地基承载特性模型试验研究

岛礁在吹填过程中会形成珊瑚砂与珊瑚砾石相互交替的层状地基。为研究珊瑚砂砾交互地层地基的承载特性,通过室内模型试验,开展了纯砂、纯砾均质地基以及不同层厚比例砂砾互层地基的承载特性研究。试验结果表明:纯砂地基的承载力和变形模量随相对密实度的增大而增大,且密实地基的承载力明显高于中等密实地基;相同相对密实度下,纯砾地基的承载力和变形模量是纯砂地基的2倍以上;上砾下砂地基的承载力随砾层厚度的增大而增加,砾层具有一定的应力扩散作用,厚度越大,应力扩散越明显;上砂下砾地基的承载力随砾层埋深的减小而增大,地基下卧砾石层能使地基内一定深度处应力集中程度减弱,埋深越浅,减弱程度越大。试验结果对于确定砂砾互层地基的天然承载力及持力层选择具有重要意义。

多投影面下珊瑚砂砾颗粒形貌量化试验研究

珊瑚砂砾是一种由死亡的珊瑚、贝类等遗骸经过了漫长的物理与化学风化作用形成的一种特殊岩土介质。珊瑚砂砾颗粒具有易破碎的特点,其细观结构对岛礁地基的宏观力学性能有着重大影响,而砂土颗粒形貌的定量化一直是未能很好解决的技术难题。利用PartAn颗粒形貌观测系统可对同一砂土颗粒的多角度下投影图像进行研究,并通过多种参数对砂土颗粒的形貌进行评估,进而精确区分珊瑚砂砾中枝状、棒状、片状、块状颗粒的形貌特征,适用于不同形状砂砾材料的大量样本的快速测量。同时所得测试数据也可作为数值模拟的基础数据库,为随机生成不规则颗粒的手段提供了数据资源支撑。试验中对17万个单独颗粒进行了形貌量化分析,所得数据库量大,具有较高的统计可信度,同时免除了试验前人工挑选试样所带来的人为因素的干扰影响。所得珊瑚砂砾分形数据具有较高真实度,可为珊瑚砂砾在荷载作用下颗粒破碎的定量化提供可靠方法。

东非珊瑚礁砾砂地区PHC桩静载荷试验研究

珊瑚礁砾砂层在肯尼亚、坦桑尼亚等东非国家普遍存在,且埋藏较浅。该地区某水工项目为高桩梁板式结构,采用PHC桩作为桩基础。通过对项目桩长45 m、桩径800 mm;桩长39 m、桩径1 000 mm的2根PHC试验桩进行沉桩规律总结,并对试验桩进行高应变测试、海上锚桩法压桩静载荷试验、拔桩试验和侧摩阻力试验,探讨了珊瑚礁砾砂岩层PHC桩基桩的持力层选择、压向/拔向侧阻力折减系数及与规范中的强风化软质岩侧阻力值对比,为该地区PHC桩沉桩施工及理论研究提供指导。

远洋吹填珊瑚砂岛礁机场建造关键技术研究与应用

远洋吹填珊瑚砂岛礁机场建造关键技术研究与应用依托于马尔代夫维拉纳国际机场改扩建工程,形成了开敞式无围堰珊瑚砂岛礁吹填技术、远洋岛礁地貌条件下新吹填陆域护岸工程技术、机场跑道吹填珊瑚砂地基处理及变形控制技术、机场跑道水泥稳定基层珊瑚砂砾应用技术等四项关键技术,实现了远洋珊瑚砂吹填岛礁机场的高效建造,为同类珊瑚砂地质条件下岛礁机场建造工程提供了可供借鉴的工程案例。

某岛礁珊瑚砂力学性质的室内试验研究

岛礁上部碎屑沉积物对岛礁建设的影响举足轻重,在某岛礁建设过程中获取一定深度范围内的钙质砂,开展了室内大型直剪试验和大型高压固结试验,对钙质砂的剪切性能及压缩特性进行试验研究。试验结果表明:同级配情况下,咬合力C值受到剪切速率和粗粒料含量(P5)的共同影响。剪切速率增大时,咬合力C值逐渐减小,P5增大时咬合力C值呈增长趋势。珊瑚砂砾混合碎屑物的压缩变形与珊瑚砾块和珊瑚砂的质量组成有关,同时也受到含水量的影响。