大理岩球砾循环加卸载接触力学特性试验研究

马文俊，曾亚武，叶 阳

(武汉大学 土木建筑工程学院，武汉 430072)

1 研究背景

堆石料由于其廉价易得以及众多优良的工程特性而得到广泛应用，如水库土石坝、铁路道砟、跨江大桥墩台等。堆石料在细观尺寸上是由众多的堆石颗粒构成的集合体，受载过程中单个堆石颗粒的力学性质直接影响着堆石料的宏观力学行为，结构整体的失稳破坏也往往源于局部堆石颗粒的变形破碎。并且在实际工程中，堆石料往往承受循环加卸载，而不是单一的静荷载。因此，开展堆石颗粒在循环加卸载条件下的力学特性研究，有利于分析预测结构整体的变形与稳定，对土石坝、有砟轨道等工程建设具有重要的指导意义。

目前，国内外学者通过大型三轴试验对循环荷载作用下堆石料的力学特性研究已取得丰富成果，对堆石料阻尼比和残余变形的变化规律形成一定的共识[1-4]。堆石料集合体的能量损耗以及残余变形是堆石颗粒耗能和不可逆变形的累积效应，厘清堆石颗粒个体的力学特性，才能更加深入地探究堆石料的宏观力学性质。

截至目前，已有许多关于颗粒压缩破碎过程的研究[5-7]，主要涉及颗粒破碎强度的分布规律和影响因素。然而实际工程中，堆石颗粒往往是在多次加卸载后，力学性质不断劣化，最终产生破碎。为此，部分学者采用单颗粒开展了循环加卸载试验研究，其中Mader-Arndt等[8]发现循环加卸载会导致颗粒力学性质发生明显变化，并指出这种变化与颗粒接触区域的致密化变形直接相关；……