路基胶结颗粒材料的力学性能研究文献综述

文献综述

1、国内外研究现状及发展趋势

国内外学者对路基胶结颗粒材料的力学性能开展了大量的研究工作，下面本文将从总结不同胶结颗粒材料的强度特性，尝试构建胶结颗粒材料的强度条件统一表达式以及对比分析不同胶结颗粒材料的压硬性、剪缩剪胀性、软化特性等变形特性这几个方面展开论述。

在土木工程材料中，凡是经过一系列物理、化学变化能将散粒状或块状材料粘结成整体的材料，统称为胶凝材料。胶凝材料是指通过自身的物理化学作用，由可塑性浆体变为坚硬石状体的过程中，能将散粒或块状材料粘结成为整体的材料，亦称为胶结材料。通俗的来说，就是能从胶体变成坚固的石状体，并且能够胶结其他物料。将胶结颗粒材料归类，大致可以分为水泥土、胶结砂、高聚物胶凝堆石料、胶凝砂砾石料、堆石混凝土、胶结土石混合料等。

（1）胶凝砂砾石

胶凝砂砾石是多种材料的混合体，常见的有河床砂卵石（低强度岩石）或者其他岩石类材料，加之水泥、水进行拌合。

1）胶凝砂砾石料静力特性

胶凝砂砾石料静力特性研究方面国内外已进行了大量的常规抗压、抗拉和三轴剪切试验，胶凝坝料的应力应变关系具有弹塑性特征；胶凝材料应力应变曲线具有明显的非线性特征及软化特征。并提出了相应的强度准则和本构模型，也被应用于胶凝砂砾石坝的工作性态的研究。但是，已有的模型多数基于试验拟合或者通过唯象法建立，不能很好地反映骨料颗粒分布、形貌、胶凝掺量、水胶比、砂率及胶结面特性等细观特征的演化规律对胶凝砂砾石料宏观静力特性的影响，导致胶凝砂砾石料某些宏观力学现象还不能得到合理的解释。

2）胶凝砂砾石料动力特性研究进展

Omae(2003)基于常规砂砾石料动力特性研究方法，采用动三轴仪测试了日本一个CSG 坝的材料动力性质，得出了在小幅值循环压力作用下，材料的动剪切模量随围压增大而增大，材料动力本构关系表现出明显的非线性性质，随着剪应变增大材料动剪切模量减小，材料动剪切模量随应变率的减小而明显减小等现象。关于胶凝砂砾石料动力特性的研究，无论是试验研究还是理论研究仍不是非常系统，远不能合理的描述胶凝砂砾石料的宏观动力特性，不足以支撑对胶凝砂砾石坝结构抗震评价和抗震设计。