顆粒破碎對鈣質砂壓縮特性影響的試驗研究*

李彥彬 李 颯 劉小龍 陳文煒

(①天津大學建工學院巖土所， 天津 300072， 中國) (②中國船舶重工集團公司第702研究所， 無錫 214082， 中國)

0 引 言

鈣質砂作為一種含碳酸鈣及其他碳酸鹽類物質成分達50%以上的海洋沉積物，在我國南海海域分布廣泛(陳海洋等， 2005)。作為在南海島礁建設中常用的工程基礎填料，對其工程力學性質的研究十分重要。鈣質砂的土顆粒具有形狀不規則、富含孔隙、棱角度高及易破碎等特點，其中易破碎性是影響鈣質砂工程特性的重要因素，導致其與一般陸相沉積物的工程力學性質有很大差異(白曉宇， 2010； 袁征等， 2016)。

近年來，國內外眾多學者基于三軸試驗、剪切試驗、側限壓縮試驗和沖擊荷載試驗等對鈣質砂的基本力學特性和顆粒破碎特性進行了大量研究(沈建華等， 2010)。研究表明，鈣質砂是一種極易破碎的粗顆粒土，在常壓條件下即會產生顆粒破碎，且顆粒破碎對其變形和強度將會產生重要影響(吳京平等， 1997)。

Fawad et al.(2003)在側限壓縮試驗中研究發現黏粒含量、不均勻系數、中值粒徑等參數都是影響砂土壓縮變形量的重要因素。劉崇權等(1998)，張家銘等(2005)通過側限壓縮試驗研究發現鈣質砂的壓縮特性與黏土類似，但是其卸載回彈比黏土小很多，且由于鈣質砂極易破碎的特性，導致其壓縮性質不同于一般陸源砂。毛炎炎等(2017)通過對不同含水率條件下的鈣質砂進行側限壓縮試驗研究，發現粒徑、含水率對顆粒破碎和壓縮變形產生影響，得到了含水率與相對破碎率和壓縮指數之間的關系曲線。……