珊瑚砂剪切性質的單剪試驗研究

張宇亭1，2　紀文棟1，2　左殿軍1，2　王　歡1，2

（1.交通運輸部天津水運工程科學研究所港口水工建筑技術國家工程實驗室，天津　300456；2.交通運輸部天津水運工程科學研究所水工構造物檢測診斷與加固技術交通行業(yè)重點實驗室，天津　300456）

摘　要：隨著“一帶一路”國家戰(zhàn)略的開展，人工珊瑚島礁建設成為重要的發(fā)展方向。為研究珊瑚砂的剪切力學性能，對取自我國三沙市的珊瑚砂開展了不同法向應力水平下的單剪試驗。研究結果表明，直剪試驗中試樣剪切破壞區(qū)域僅在剪切面附近分布，將其用于研究剪切作用導致的顆粒破碎是不準確的。珊瑚砂試樣在單剪試驗中呈現(xiàn)整體剪切破壞，用于研究顆粒破碎是更準確有效的方法。單剪試驗剪應力峰值對應的剪切位移要顯著大于直剪試驗剪應力峰值對應的剪切位移?，F(xiàn)有的土工試驗標準規(guī)范尚沒有明確單剪試驗的中止條件，結合本次試驗研究結果，建議珊瑚砂單剪試驗的剪切位移應達到10mm。高水平法向應力下珊瑚砂單剪試驗中顆粒破碎顯著，顆粒破碎程度在整個粒徑范圍內呈現(xiàn)不規(guī)則的分布狀態(tài)，存在明顯的顆粒破碎優(yōu)勢區(qū)間；珊瑚砂的顆粒破碎隨著法向應力的增加而加劇，這使得珊瑚砂剪切強度包線呈下彎趨勢，通過單剪試驗計算得出的珊瑚砂黏聚力c值偏大。

關鍵詞：珊瑚砂；單剪試驗；剪切位移；剪應力；顆粒破碎

作者簡介：張宇亭（1985—?。?，高級工程師，主要從事巖土力學試驗研究與土工離心機模型試驗的研究工作。

基金項目：國家自然科學基金面上項目（No.41572297）；中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項資金項目（TKS-150103，TKS-160109）。