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关键词： 玄武岩纤维   海砂再生混凝土   力学性能   应力-应变曲线   龄期  

摘要： 由于水泥的使用量增加,河砂的过量开发给自然环境带来损害,废弃的混凝土重复利用率处在较低的水平,使用海砂和再生粗骨料配制成混凝土,解决了天然砂石资源枯竭,废弃混凝土利用率低的问题,将玄武岩纤维掺入海砂再生混凝土中,可以有效提升其性质,是一种理想的解决方案。本文控制海砂替换率100%,对不同玄武岩纤维掺量、长度以及再生骨料替换率下的混凝土,进行28d立方体抗压强度、棱柱体轴心抗压强度、轴心抗拉强度试验,分析了各因素对抗压强度、抗拉强度、峰值应变、应力-应变曲线的影响;使用自行研制的轴心抗拉试验设备,得到了轴心抗拉应力-应变全曲线,分析试验结果得出:最佳纤维掺量为0.3%、纤维长度为12mm、建议再生骨料替换率为30%。在上述条件下进行混凝土早龄期力学性能试验,设计养护龄期为6个水平:1d、3d、7d、14d、21d、28d,进行立方体抗压强度试验、轴心抗压强度试验、轴心抗拉强度试验,分析强度随龄期的发展规律,建立了龄期影响下的强度预测公式并进行了验证,预测结果与实测结果吻合。本文主要研究成果如下:(1)随着纤维掺入量的增加,混合物的流动性和坍落度也会相应下降,相比于纤维体积掺量0.2%,每增加0.1%,坍落度下降约15%;再生骨料替换率越高,混凝土的坍落度约低,混凝土的流动性越差,再生骨料替换率为30%时,坍落度降低约13%-28%,再生骨料替换率为50%时,坍落度降低42mm以上。(2)对于抗压强度试验,当纤维掺量和纤维长度增大时,裂缝发展更加缓慢,试件完全丧失承载能力后仍能保持一定的完整性,玄武岩纤维对混凝土破坏形态的改善效果明显。当再生骨料替代率增大时,试件破碎程度更高,其破坏形态要比普通混凝土差。对于轴心抗拉试验,当荷载即将达到峰值荷载时,在试验过程中观察到混凝土裂缝已经出现,但内部纤维仍未完全断裂,且具备一定的抗拉能力,加入玄武岩纤维明显改善了试件的受拉破坏形态。(3)随着纤维掺量的增加,混凝土的抗压强度先增加后减小,而峰值应变增加到0.025-0.0308后保持不变,纤维掺量为0.3%和长度12mm时,玄武岩纤维能够最大限度的发挥其增强作用;而再生骨料增加会提高受压峰值应变,降低抗压强度,再生骨料替换率越高强度降低越多。(4)随着玄武岩纤维掺量的增大,轴心抗拉强度先呈上升趋势,但随后则呈下降趋势;随着纤维长度的增加而增加;再生骨料替换率在30%以下时对混凝土强度的影响有限,但当再生骨料替换率提高到50%以上时,强度下降更为明显;玄武岩纤维掺量增加会提高混凝土的受拉峰值应变。通过轴心抗拉试验得到拉应力-应变全曲线,将受拉全过程分为五个阶段,用来描述受拉过程,玄武岩纤维和再生骨料对受拉应力-应变曲线的影响主要体现在下降段。(5)在最佳纤维掺量和长度条件下,测试混凝土的早龄期抗压强度和抗拉强度。立方体抗压强度和轴心抗压强度在3d时以达到28d强度的60%～65%,随后强度增长缓慢,呈明显的对数型增长。3d的轴心抗压强度发展迅速,随后增长速度开始放缓,增长速率趋向稳定,7d的轴心抗压强度为28d抗压强度的70%,随后保持此速率至28d。拟合得出抗压强度和抗拉强度在龄期影响下的预测公式,并根据试验结果进行验证,计算值与实测值误差较小,拟合度较好。

关键词： 冻融循环   改良黄土   劣化规律   微观机理   显著性分析   本构模型  

摘要： 随着“交通强国”和“一带一路”发展战略的深入实施,高速铁路、高速公路、水利工程等大型基础设施建设方兴未艾。黄土作为一种风成第四纪沉积物,广泛分布于我国西北地区,其作为建筑物的基础和土工构筑物的主体,在工程应用时需采取一定的固化措施以满足强度和稳定性的要求,目前以水泥为代表的无机固化剂改良黄土应用最为广泛。西北地区地处季节冻土区,冻融作用将改变土颗粒的结构联结及排列方式,致使土体的抗变形能力减弱,导致路基的长期变形稳定性和强度稳定性大幅降低。因此,深入研究改良黄土力学特性的冻融劣化规律及其微观机理,对季节冻土区改良黄土路基附加沉降计算及稳定性评价具有重要的理论意义。本文以水泥改良黄土为对象,从宏微观结合角度出发,研究不同冻融循环次数、冻结温度及围压下改良黄土的力学特征,并通过微观结构测试揭示其强度劣化的内在机理。主要内容包括:(1)对经历不同冻结温度和冻融循环次数的改良黄土试样开展常规三轴剪切试验,分析冻融作用对改良黄土的应力-应变关系和力学特性的影响规律,结果表明:冻融前后改良黄土的应力-应变关系曲线均呈现出显著的应变软化特征,表现出明显的脆性;初始切线模量、峰值强度及粘聚力均随冻结温度的降低而减小,随冻融次数的增加而减小,其内摩擦角与冻融次数间没有明确的演化关系。(2)对不同水泥掺量、冻结温度及冻融循环次数的改良黄土试样进行扫描电镜试验和核磁共振试验,分析冻融作用下改良黄土微观结构特征的演化规律,揭示其强度劣化的机理,结果表明:黄土中加入水泥后,土体中大孔隙减少而小孔隙增多,水泥水化物包裹在颗粒表面,将细小的颗粒胶结成较大的粒团,同时水化产物填充了部分颗粒的孔隙,宏观上提高了土体的凝聚强度。在冻融作用下,土体孔隙直径随冻结温度的降低和冻融次数的增加而增大,包裹在土颗粒表面水泥水化产物逐渐破损,孔隙体积增大,致使改良黄土的强度和抗变形能力降低。(3)通过传统数学中在一定置信水平下进行F检验的方法,对冻融循环次数、冻结温度和围压关于改良黄土强度、初始切线模量影响的显著性,冻融循环次数、冻结温度关于水泥改良黄土的粘聚力、内摩擦角和孔隙特征参数影响的显著性进行分析,其单因素显著性分析结果与上述力学特性和孔隙结构变化规律吻合,但考虑到交互作用时,围压、冻结温度和冻融循环次数任意两者的交互作用对强度和初始切线模量的影响表现均为不显著。(4)结合初始切线模量和强度随冻融循环次数的变化规律,提出改良黄土强度、初始切线模量和内摩擦角的冻融劣化经验公式;采用修正的Weibull函数描述试样破坏时大小主应力之间的相关关系,建立了黄土的非线性摩尔-库仑强度准则。(5)为了准确描述改良黄土的应力-应变关系,基于岩土破损力学理论框架和非均质材料均匀化理论,将改良黄土单元抽象为胶结元(水化物胶结体)和摩擦元(土颗粒或团粒骨架)组成的二元介质,分别给出它们的应力-应变关系,引入破损率函数和局部应变系数,再用岩土破损力学理论将胶结元和摩擦元的应力-应变关系结合起来,建立了可以描述冻融循环下改良黄土应力-应变关系的二元介质本构模型,最后通过与试验结果的对比验证了提出模型的合理性。

关键词： 冲孔桩成孔碎渣   再生砂浆   再生混凝土   物理力学性能   耐久性  

摘要： 冲孔灌注桩是桥梁桩基、基坑支护桩等经常采用的一种桩基施工方式,它在冲孔过程中会产生大量成孔泥渣。传统处理成孔泥渣的方法主要有集中堆放使其自然沉淀风干、远运至弃土场或外海排放等,但上述方法存在处理周期长、成本昂贵、占用大量土地资源、污染环境等问题。若能就地利用成孔泥渣,则不仅能保护土地资源和生态环境,还能节约工程成本,产生一定的经济效益。成孔泥渣中粒径在0.075mm以上的为成孔碎渣,占固体总体量的60%～80%,具有机制砂相似的性质,可考虑作为再生细骨料使用,但具有成分复杂、级配不均等特点。目前鲜有研究关注成孔碎渣的资源化利用,尚无利用成孔碎渣作为混凝土再生细骨料的研究报道。本文开展了成孔碎渣理化特性和级配对砂浆力学性能影响,以及成孔碎渣再生混凝土的常温力学性能与冻融性能研究,提出了成孔碎渣再生混凝土的适用强度等级范围、适宜级配范围以及应用地区,为成孔碎渣资源化利用提供了试验数据支撑和指导。本文的主要研究工作及结论如下:1、对6种不同岩性的成孔碎渣以及天然河砂进行了颗粒级配、压碎指标、吸水率、化学成分等理化性质测试,对8组多岩层混合碎渣进行了压碎指标测试,建立了多岩层混合碎渣压碎指标的预测公式。结果表明:(1)单一岩层碎渣整体细度较小,混合岩层碎渣细度中等,与天然砂接近;除强风化砂岩层碎渣外,其余种类碎渣压碎指标均大于天然砂;成孔碎渣饱和面干吸水率均大于天然砂,但最大不超过2.0%;(2)不同岩层碎渣混合后的整体压碎指标与各岩层碎渣的组成比例、压碎指标基本成线性组合关系,该组合关系也适用于其他类型骨料(如再生混凝土骨料、砖骨料等)的组合。2、采用8种不同岩性、5种不同级配的成孔碎渣制备了M30、M50、M60三种等级的砂浆,测试其物理力学性能,并与天然砂砂浆对比,探究碎渣岩性、级配对砂浆物理力学性能的影响,获得成孔碎渣完全取代天然砂适宜的砂浆强度等级范围以及建议的级配区间。结果表明:(1)在相同级配下,单一岩层碎渣类别对再生砂浆流动性以及抗压、劈拉强度的影响大于混合岩层碎渣;(2)砂浆强度等级越高,成孔碎渣岩性和级配对碎渣再生砂浆流动性和抗压、劈拉强度的影响越大;当采用成孔碎渣100%取代天然砂配制M50以下等级的砂浆时,砂浆的抗压和劈拉强度降低不显著(基本在10%以内),但配制M60等级砂浆时,砂浆抗压和劈拉强度会出现明显弱化;(3)碎渣级配从三区变化到一区(颗粒由细变粗)时,碎渣再生砂浆的抗压强度整体呈现增加趋势;碎渣级配在二区中部至一区时,1.18mm累计筛余量大于45%时,既对碎渣再生砂浆的流动性有利,又对强度有利。3、对C30、C40、C50三个强度等级的9组成孔碎渣再生混凝土试件进行了30、60、90次冻融循环的快速冻融试验,开展了成孔碎渣再生混凝土试件常温下及冻融循环后的力学性能测试,探究了碎渣完全取代天然砂对混凝土抗冻性的影响,并结合压汞试验,探究了成孔碎渣对混凝土抗冻融性能的影响机理。结果表明:(1)采用成孔碎渣完全取代天然砂制备C50等级以下混凝土时,混凝土的抗压强度降低不显著,降幅在6%以内;(2)随着冻融循环次数的增加,不同强度等级的混凝土试件质量损失率和强度损失率均增加;在相同的冻融次数下,混凝土强度等级越低,冻融引起的抗压强度损失率越高,C30碎渣再生混凝土冻融90次后达到临界冻融失效状态,其他等级碎渣混凝土冻融后的抗压强度损失率也均大于相应天然砂混凝土的,建议将成孔碎渣再生混凝土应用于对抗冻性要求不高的地区,或限制成孔碎渣的取代率;(3)成孔碎渣再生混凝土冻融后的强度损失率与碎渣饱和面干吸水率呈现较强正相关性;相比于天然砂混凝土,碎渣再生混凝土的孔隙率更高,且随着冻融循环次数增加,碎渣再生混凝土的有害孔占比增加得更快。

关键词： PFSC   再生混凝土   力学性能   数值模拟   细观结构  

摘要： 随着中国城镇化进程的不断加速,建筑业和工业快速发展,随之产生大量固体废弃物,严重污染生态环境。将建筑固废和工业固废协同利用起来,可以有效减轻环境污染,使经济具有更好的可持续发展性。本文以磷石膏、粉煤灰和矿渣这三种工业固体废弃物为原料、以生石灰作为碱激发剂制备PFSC（Phosphogypsum-Fly ash-Slag-Compisite）胶凝材料,并利用PFSC、再生骨料、天然骨料等制备PFSC再生混凝土。通过力学性能试验、CT扫描试验和图像处理技术建立基于真实细观结构的PFSC再生混凝土有限元数值模型,基于该模型对PFSC再生混凝土进行单轴受压有限元数值模拟,并以此研究PFSC再生混凝土各相组分对其力学性能的影响规律。本文的主要研究内容和结论如下: （1）对不同配合组分的PFSC和不同再生骨料取代率的PFSC再生混凝土进行单轴受压试验,结果表明当磷石膏、粉煤灰、矿渣和石灰掺量分别为40%、20%、40%和2%时,PFSC的抗压强度为55.5MPa;PFSC再生混凝土的抗压强度随再生骨料取代率的增大先降低后升高。 （2）对再生骨料取代率为100%的PFSC再生混凝土进行CT扫描试验,同时利用MATLAB软件对CT灰度图像进行分析处理,获取再生骨料、新砂浆、老砂浆及再生骨料-新砂浆界面（ITZ1）、新砂浆-老砂浆界面（ITZ2）、再生骨料-老砂浆界面（ITZ3）的边界图,建立基于真实细观结构的PFSC再生混凝土有限元数值模型。 （3）基于塑性损伤本构模型,利用ABAQUS有限元分析软件对PFSC再生混凝土细观有限元模型进行单轴受压数值模拟,通过模拟结果和试验结果的对比验证了模型的准确性。同时分析了单轴受压PFSC再生混凝土损伤发展过程、应力分布情况等,结果表明ITZ存在应力集中现象,ITZ3先于ITZ2、ITZ1发生损伤。 （4）基于真实细观有限元模型,研究再生骨料、新砂浆、老砂浆、ITZ1、ITZ2和ITZ3对PFSC再生混凝土力学性能的影响。结果表明,新砂浆对PFSC再生混凝土力学性能影响较大,当新砂浆抗压强度从44.4MPa增长到66.6MPa时,PFSC再生混凝土的抗压强度从24.42MPa增长到27.59MPa,增长幅度为12.98%;界面对PFSC再生混凝土力学性能影响较小,其中ITZ1相较于ITZ2和ITZ3对PFSC再生混凝土力学性能影响更为显著。

关键词： 3D打印混凝土   干燥环境   力学性能   收缩性能   水分消耗   孔结构   纤维分布  

摘要： 混凝土3D打印技术通过打印头将混凝土挤出并层层堆叠成型。尽管这种技术降低了人工和模板成本,提高了施工效率,但是3D打印混凝土成型后无模板保护,增加了混凝土的暴露面积,使其出现更早的水分蒸发,从而影响了力学和收缩等性能。为了明确干燥环境对3D打印混凝土的影响,本研究开展了干燥环境和暴露情况对3D打印混凝土力学、收缩性能以及水分消耗和孔结构的影响。研究结果有助于了解早期暴露于干燥环境中的3D打印混凝土的性能变化,为实际应用提供研究基础。本文主要的研究内容及研究结果包括以下四个主要部分。 (1)探究了不同干燥环境对3D打印混凝土力学性能和孔结构的影响。考虑了相对湿度(RH 60%±5%)、风速(3 m/s)及暴露面积(顶面暴露和所有面暴露)对3D打印混凝土力学性能的影响,并将其与传统浇筑成型试件进行了比较。研究结果表明,在干燥养护环境下,打印试件的抗压强度和抗折强度比标准养护环境下降低约30%。此外,研究明确了外界环境对3D打印混凝土的力学各向异性未产生显著影响。但是相同干燥环境下,打印试件的力学性能比浇筑试件下降的更加显著,这表明打印试件的力学性能与浇筑试件相比更易受到外界环境的影响,这与打印过程中孔隙结构的改变有关。孔隙结构的研究表明,与浇筑试件相比,打印试件的孔隙形状和孔径分布均发生了变化,导致孔隙联通性增加。 (2)探究了水灰比和试件尺寸对3D打印混凝土收缩性能的影响及其与水分消耗和孔结构的关系。研究结果表明,在高水灰比的3D打印混凝土中加入甲酸钙能够显著增加静态屈服应力,加快早期水化反应,改善混凝土的可打印性。当水灰比从0.3增加到0.5,混凝土表体比从0.06增加到0.17时,混凝土的总收缩分别增加了37.3%和19.8%。在60%的相对湿度下,3D打印混凝土的收缩性能与孔径在4.2-50 nm范围内的毛细孔体积之间呈线性关系。此外,通过定量分析水分消耗发现,由于3D打印混凝土的早期暴露,28天时的蒸发水量是水化水的2.8倍。研究最终建立了3D打印混凝土的总水分消耗与总收缩之间的关系。 (3)探究了混凝土3D打印挤出成型过程导致的纤维定向分布行为,及其对3D打印混凝土收缩性能的影响,并将结果与传统浇筑混凝土进行了对比分析。研究结果表明,掺加聚丙烯(PP)纤维能够在不改变外加剂的情况下提高3D打印混凝土的静态屈服应力,从而保证材料的可打印性。掺加PP纤维有效抑制了打印试件的总收缩,掺入0.5%的PP纤维使3D打印混凝土的收缩降低了19.6%。在未掺加PP纤维的情况下,3D打印试件的总收缩与传统浇筑试件相似。然而,当加入纤维后,沿试件打印方向测试的收缩小于垂直于打印方向的收缩,两者之间的差异性为4.7%。这一现象可以从孔隙结构和纤维定向性的角度解释。 (4)综合考虑毛细压力、饱和度和体积模量等因素,建立了3D打印混凝土收缩性能的预测模型。鉴于3D打印混凝土在早期阶段因无模板保护,使其同时经历水化作用和蒸发作用,该模型在预测饱和度的过程中,基于混凝土内部水含量的质量守恒定律,建立了自由水、蒸发水和水化水之间的关系。此方法综合考虑了蒸发水和水化水的影响,使模型更准确地反映了3D打印混凝土在干燥环境下早期暴露的实际情况。通过内部相对湿度、质量损失、水化度和孔隙率等参数的定量分析,模型的预测结果与实际收缩测试数据接近,验证了模型的准确性。

关键词： 土力学   碱渣   疏浚淤泥   动应力–应变关系   动弹性模量   阻尼比  

摘要： 以碱渣为主固化剂，结合矿渣和电石渣对疏浚淤泥进行固化处理，开展不同固化剂掺量、含水率、围压和固结比等条件下固化淤泥的动三轴试验，研究动应力–应变关系、动弹性模量及阻尼比的变化规律及经验公式。研究表明：固化剂掺量增加和含水率降低可改善固化淤泥动力性质，增大动弹性模量、减小阻尼比，但当碱渣掺量高于40%时动弹性模量减小、阻尼比增大；围压和固结比增加使动弹性模量增大、阻尼比减小；从固化淤泥的动力性质和经济性来看，碱渣35%，矿渣10%，电石渣4%是较优的固化剂掺量。固化淤泥动应力–应变关系符合Hardin-Drnevich模型。基于Darendeli模型得到适合描述固化淤泥动弹性模量与应变关系的归一化曲线。在Hardin经验公式基础上，提出反映固化淤泥相对结构度的修正最大动剪切模量经验公式。固化淤泥最大动弹性模量为86.96～157.23 MPa，接近或超过了一般固化土的下限值，用作工程填料时具有良好的动变形性质。

关键词： 水泥土   生物炭   渗透特性   力学特性   细观结构   性能增强机理  

摘要： 随着工业化的进行,大气中CO2浓度不断上升,据《中国建筑能耗研究报告（2020）》报道,建筑全过程碳排放量占碳排放总量比重过半,因此建筑业节能减排任重道远。考虑到生物炭良好的固碳性能,土木工程专家正在进行生物炭替代部分水泥材料应用的可行性研究,已经在水泥混凝土、水泥砂浆、沥青混凝土中取得了一定的成果。为了拓展生物炭在土木工程中的应用,本文探究了以生物炭替代水泥土中部分水泥的可行性,通过无侧限抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验、变水头渗透试验及电镜扫描试验等对其力学性能、渗透性能、细观结构等进行分析,以揭示生物炭对水泥土性能的作用机理。主要结论如下: （1）力学试验结果表明,以生物炭替代部分水泥对较高水泥掺量的水泥土的抗压强度和抗拉强度有良好的提升作用。随着生物炭替代水泥比例的增加,水泥土的强度总体呈现出先增大后减小的趋势,且用生物炭替代1%的水泥时,水泥土的强度最大。另外,生物炭对水泥土的早期强度提升明显。但当水泥土中水泥掺量较低时,从强度角度考虑,则不适合使用生物炭替代部分水泥。 （2）渗透试验结果表明,生物炭对水泥土的抗渗性能有良好的提升作用。随着生物炭替代水泥比例的增加,渗透系数呈现出先减小后增大的规律,当生物炭替代1%水泥时,抗渗性能达到最强。与生物炭对水泥土强度影响不同的是,生物炭在高养护龄期低水泥掺量的条件下仍然能提升水泥土的抗渗性能。 （3）电镜扫描试验结果表明,以生物炭替代部分水泥之后水泥土试样的孔隙率、孔隙数量及孔隙面积较原水泥土试样均有所降低,且当生物炭替代1%的水泥时,孔隙率及孔隙数量是最小的。这从细观的角度解释了生物炭对水泥土力学性能及渗透性能影响规律。 （4）结合力学试验及电镜扫描试验认为,生物炭并没有同水泥土中的成份发生反应。生物炭之所以对水泥土的强度和抗渗性能有所增强,主要是由于生物炭材料拥有的超高吸水率,在试样拌和时能够储存足够多的水分,促进水泥的水化反应,同时生物炭本身颗粒粒径极小,能够填充试样中的微孔隙,使试样孔隙率降低,从而提高了水泥土的相关性能。

关键词： TFCPS系统   《土力学》   “三共四维五新”   信息化教学  

摘要： 《土力学》是高校土木类专业开设的一门专业必修课，也是一门研究土体在荷载作用下产生的一系列力学行为的课程，其理论与实践性非常强。本文依托超星泛雅和库仑软件等信息技术，通过建设三共TFCPS教学资源支撑系统，重构四维信息化教学体系，创设五新信息化教学改革策略，实现了《土力学》课程“三共四维五新”信息化教学，并取得了师生共进的教学效果，为高校《土力学》课程教学改革提供了参考。

关键词： 木质素磺酸钙   粉煤灰   碳酸盐渍土   土体力学性能   微观分析  

摘要： 随着我国交通运输基础建设的不断完善与发展,在东北碳酸盐渍土地区每年需要建设许多基础设施,然而由于碳酸盐渍土本身具有盐胀、侵蚀、溶蚀、分散性等特殊的物理性质,在工程建设中,引起了许多不良的影响,造成了工程成本的上升。木质素作为放错位置的资源,部分行业所产生的木质素未被利用就被排放到河流中,或者被当成废物进行焚烧处理,不仅导致了环境污染,而且造成可利用资源极大的浪费。在我国,燃煤火力发电厂产生的粉煤灰利用方式较为单一,主要是充当水泥、混凝土、粉煤灰砖等建筑材料的生产原料。如何能利用好这些能够二次利用的资源,成为了如今新的研究课题。本文以取自哈尔滨市某地区的粉质黏土为土样,添加碳酸氢钠(占盐渍土质量比1.00%)制备碳酸盐渍土;在碳酸盐渍土中分别添加不同质量比例的木质素磺酸钙、粉煤灰,采用“击样法”制作土工试验标准试样;将土工试样经冻融循环一定次数后,用微机控制电子式万能试验机进行无侧限抗压强度试验;分析木质素磺酸钙、粉煤灰的添加量对碳酸盐渍土抗冻性、无侧限抗压强度的影响。再是由SEM进行微观分析。结果表明:木质素磺酸钙能够提高碳酸盐渍土的抗冻性,其最佳添加量为占盐渍土质量比例的0.75%;粉煤灰能够提高碳酸盐渍土的无侧限抗压强度,其最佳添加量为占盐渍土质量比例的3.00%;两者按木质素磺酸钙0.75%、粉煤灰1.00%的添加量进行复合改良,能够兼顾两者单独添加时改良碳酸盐渍土时的优点。

关键词： 土力学   中主应力系数   真三轴试验   颗粒形状   峰值摩擦角   破坏准则  

摘要： 天然状态下，砂土地基处于三维受力状态。经过复杂的沉积和搬运作用，砂颗粒形态各异，进一步影响其在受力状态下的接触形式。砂土的宏观力学响应同样会受到微观颗粒形状的影响。研究针对不同比例石英砂和玻璃圆(碎)珠的混合颗粒试样开展真三轴剪切试验，研究三维应力状态下颗粒形状对砂土力学特性的影响。结合动态颗粒图像分析技术定量识别颗粒形状参数，获得颗粒形状参数伴随玻璃珠掺量增加的变化趋势。查明中主应力与颗粒形状对砂土宏观力学响应的耦合影响机制。试验结果表明：具有规则颗粒形状的玻璃珠–石英砂混合物能有效抑制试样剪胀特性。对于给定的中主应力系数，玻璃珠–石英砂混合颗粒材料的峰值摩擦角随着颗粒形状不规则度的增加而增大，峰值强度对应的大主应变随着颗粒形状不规则度的增加而减小。玻璃珠–石英砂混合物的峰值强度伴随中主应力系数的变化趋势可以较好地通过岩土材料经典的三维强度理论进行预测。