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缩尺效应对砂砾土剪胀特性的影响
天然砂砾土的压缩性很低,抗剪强度大且变形模量较高,具有便于就地取材、
因地制宜、造价便宜和易于施工等优点,因而被广泛应用于面板砂砾石坝、人工
填海和高速公路路基的土方填筑。由于土体剪胀特性的复杂性,在粘缩尺效应对砂砾土剪胀特性的影响
天然砂砾土的压缩性很低,抗剪强度大且变形模量较高,具有便于就地取材、
因地制宜、造价便宜和易于施工等优点,因而被广泛应用于面板砂砾石坝、人工
填海和高速公路路基的土方填筑。由于土体剪胀特性的复杂性,在粘土和砂土这
方面的研究尚未取得一致认识,且目前有关土的剪胀特性的研究主要针对黏土、
砂土等,粗粒土以堆石料为主,对砂砾土剪胀特性的研究较少。
另一方面,由于试验设备条件的限制,进行三轴固结排水剪切试验必须对现
场颗粒级配进行缩尺,因此室内缩制试样料级配和现场原筑坝料级配之间必然存
在一定的物理力学性质差异,表现出物理力学性质的尺寸相关性即缩尺效应。目
前有关缩尺效应问题的研究虽然不少,但是均缺乏系统性,对砂砾土剪胀特性及
缩尺效应的研究更是存在许多不明确的地方。
针对上述问题,本文对砂砾土的剪胀特性以及缩尺效应进行深入的研究,分
析砂砾土的剪胀性与围压及试样平均粒径之间的关系,并检验了Rowe剪胀方程、
Nova剪胀方程对砂砾土的适用性。最后，考虑缩尺效应的影响，提出了修正的剪
胀方程并检验了修正剪胀方程的适用性,对建立考虑缩尺效应的砂砾土弹塑性本
构模型具有重要意义。
本文的研究内容及得出的主要结论有:(1)采用不同尺寸的三轴剪切仪,按3
种不同初始孔隙比开展了不同围压下的固结排水剪切试验,研究了缩尺效应对砂
砾土应力应变关系的影响。试验结果表明:在相同初始孔隙比和相同围压的试验
条件下,不同试样尺寸的三轴试验,缩尺效应主要体现在对峰值强度和初始模量
的影响,随着试样平均粒径的越小,峰值强度和初始模量先