基于数字图像分析及大型直剪试验的土石混合体块石含量与抗剪强度关系研究.pdf

第27卷第5期 岩石力学与工程学报 V01．27No．5 Chinese 2008年5月 JournalRockMechanicsand of Engineering May，2008 基于数字图像分析及大型直剪试验的土石混合体 块石含量与抗剪强度关系研究 徐文杰1，胡瑞林1，岳中琦2，张瑞3王国良3 (1．中国科学院工程地质力学重点实验室，北京100029；2．香港大学土木工程系，香港； 3．中国水电工程顾问集团公司昆明勘测设计研究院，云南昆明650072) 摘要：随着现代岩土力学的发展及各类大规模工程建设的需要，土石混合体己经逐渐被作为一种有别于常规的土 体及岩石的特殊岩土材料受到国内外研究者的高度关注。土石混合体内部的块石含量及粒度组成很大程度上控制 了其相应的物理力学性质。基于现代数字图像处理技术，通过对土石混合体内部块石的形态分析，获取其相应的 粒度组成及块石含量，并将其作为土石混合体大尺度直剪试验的制备试样的基础，为这类岩土体的试验研究开辟 了新的思路。通过大尺度直剪试验的研究结果表明，土石混合体的内部块石含量特征在很大程度上控制了其变形 破坏机制，其剪应力一水平位移曲线及垂直位移一水平位移曲线均较常规的土体及岩石有很大的差别。土石混合 体的剪切带将随着块石含量的增加而变宽，其内摩擦角增量与块石含量(25％～70％)近似成线性增长的关系，黏聚 力较相应土体有很大程度的降低，但当块石含量大于30％时，其黏聚力随着块石含量的增加而缓慢降低。 关键词t岩土力学：土石混合体；土一石阈值；数字图像处理；可视粒径；直剪试验；抗剪强度 44 A 中图分类号：Tu 文献标识码I 文章编号l1000—6915(2008)05—0996—12 RESEARCHONRELATIONSHIPBETWEENRoCKBLoCK PROPORTIONANDSHEARSTRENGTHOFSOIL．ROCKMIXTURES IMAGE ANDLARGEDIRECTSHEAR BASEDONDIGITALANALYSIS TEST XU Z Ruilinl，YUE Rui3，WANG Wenjiel，HU Q2，ZHANG Guolian93 andResearchInstitute， Engineering，UniversityofHongKong，HongKong，China：3．KunmingHydropowerInvestigation，Design China HydropowerEngineeringConsultingGroupCo．，Kunming，Yunnan650072，China) Abstract：Withthe of andthe of developmentgeomechanicsrequirementslarge—scaleengineeringprojects, many soil—rock been asa ofsoilandrockmaterialswhichare mixtures(SRM)haveregardedspecialtype substantially