[发明专利]一种高应力下钙质砂的剪切强度确定方法

权利要求书

1.一种高应力下钙质砂的剪切强度确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)分别对不同相对密实度的石英砂进行1500KPa、3000KPa、5000KPa下的常应力单剪试验；其中装样时采用分层装填法，共分3层，每层高度相同、质量相同；

2)试验过程中当剪切力大小趋于稳定值时，认为被测石英砂土样已经破坏，若无上述情况发生，则当剪切位移达到20％时停止试验；

3)根据试验过程中的剪应力-剪应变关系曲线，由库伦公式计算出上述石英砂在对应相对密实度以及常应力下的最大内摩擦角

4)再根据试验过程中的竖向位移变化量d_v和水平位移变化量d_u，由公式ψ＝arctan-(d_v/d_u)计算出上述石英砂在对应相对密实度以及常应力下的最大剪胀角ψ_max,q；

5)取上述石英砂在对应相对密实度以及常应力下的最大剪胀角ψ_max,q为横坐标，最大内摩擦角为纵坐标，绘制出一系列数据散点，对散点进行线性拟合，所得到的直线截距即为该石英砂的临界内摩擦角

6)按照Bolton的方法确定上述石英砂最大内摩擦角临界内摩擦角和最大剪胀角ψ_max,q的关系式中的参数b值；

7)取与上述石英砂颗粒级配相同的钙质砂，分别对不同相对密实度钙质砂进行1500KPa、3000KPa、5000KPa下的常应力单剪试验；其中装样时采用分层装填法，共分3层，每层高度相同、质量相同；

8)试验过程中当剪切力大小趋于稳定值时，认为被测钙质砂土样已经破坏，若无上述情况发生，则当剪切位移达到20％时停止试验；各组试验后对钙质砂土样进行筛分，根据剪切前后颗粒级配曲线的变化，运用Hardin法对试样的破碎率进行量化，得到破碎率Br_H，或运用Marsal法对试样的破碎率进行量化，得到破碎率Br_M；

9)根据试验过程中的剪应力-剪应变关系曲线，由库伦公式计算出上述钙质砂在对应相对密实度以及常应力下的最大内摩擦角

10)再根据试验过程中的竖向位移变化量d_v和水平位移变化量d_u，由公式ψ＝arctan-(d_v/d_u)计算出上述钙质砂在对应相对密实度以及常应力下的最大剪胀角ψ_max,c；

11)取上述钙质砂在对应相对密实度以及常应力下的最大剪胀角ψ_max,c为横坐标，最大内摩擦角为纵坐标，绘制出一系列数据散点，对散点进行线性拟合，所得到的直线截距即为该钙质砂的临界内摩擦角

12)根据上述钙质砂最大内摩擦角最大剪胀角ψ_max,c、临界内摩擦角在步骤6)中确定的关系式基础上引入破碎分量f(Br_H)，即或在步骤6)中确定的关系式基础上引入破碎分量f(Br_M)，即基于步骤8)至11)中得到的ψ_max,c、Br_H的数值，或基于步骤8)至11)中得到的ψ_max,c、Br_M的数值，得：

或

公式(2)、(3)即可用于钙质砂的剪切强度分析。