土石混合體塊石破碎影響因素的顆粒流數值研究*

雷曉丹 楊忠平 翟 航 胡元鑫

(①太原學院建筑與環境工程系， 太原 030032， 中國)(②重慶大學山地城鎮建設與新技術教育部重點實驗室， 重慶 400045， 中國)(③重慶大學土木工程學院， 重慶 400045， 中國)(④重慶大學庫區環境地質災害防治國家地方聯合工程研究中心， 重慶 400045， 中國)(⑤中兵勘察設計研究院有限公司， 北京 100053， 中國)(⑥渝武機場建設指揮部， 重慶 401120， 中國)

0 引 言

土石混合體，如自然原因形成的崩塌堆積物、洪積物、殘積物，及城市化建設進程中形成的建筑廢棄土等在我國西南部山區分布廣泛(Cen et al.，2016)。在西南山地城市建設中，為合理利用自然資源并考慮挖填平衡、就地取材等原則，土石混合體成為主要的邊坡填方材料，如四川省九—黃機場建設最大填方高度為104 m，重慶江北國際機場擴建最大填方高達130 m，在建武隆仙女山機場填方高度為100 m，都不同程度地采用土石混合填料。顆粒破碎是土石混合體的基本屬性(Marsal，1967)，高壓應力下尤為突出。并且，張家銘等(2009)通過對鈣質砂顆粒破碎的研究表明，隨著圍壓增加，顆粒破碎對抗剪強度的影響逐漸顯著。同時，顆粒破碎會改變顆粒級配并進一步影響材料的密實程度，發生應力重分布，使抗剪強度減小(趙光思等， 2008)，而剪切特性的變化將極大地影響土石混合體高填方邊坡的變形和穩定性(薛亞東等， 2014)。因此，開展考慮顆粒破碎的土石混合填料物理力學特性的研究有重要的理論價值和工程意義，已成為國內外研究熱點(魏松等， 2006， 2009； Bagherzadeh et al.，2011； 徐永福等， 2018； 張斌等， 2020)。

已有研究表明，顆粒破碎后，土體顆粒級配曲線顯著變化，孔隙率和滲透性減小，變形特性也發生改變(Vesic et al.，1968)。……