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石材在切削剧解过程中会产生大量的石粉废弃物,主要是以堆填形式处理,从而形成了大规模的石粉填埋场和石粉地基。针对石粉填埋场和石粉地基,需要研究石粉的工程特性。本文通过现场取样、室内实验,研究石粉的基本物理性质及工程分类,压实特性,压缩特性,渗透特性,以及静、动力力学特性,研究的主要结论如下: 一、石粉基本物理性质的研究 石粉颗粒大部分为粉粒,其平均粒径d50在0.016~0.022mm之间,为级配不良的土。石粉是由形状不规则具有棱角的颗粒组成,呈散体结构,其矿物成分为原生矿物,塑性指数低,工程分类为低液限砂质粉土,但其力学特性与砂土类似。石粉的压缩特性和渗透特性与粉土类似,是一种低压缩性土,其渗透系数随固结压力的增加变化幅度较小。 二、石粉静力力学特性研究 通过直剪试验研究不同相对密实度、不同含水率石粉的抗剪强度和强度指标。试验表明:石粉的峰值强度与残余强度接近,石粉饱和度对峰值剪切位移有一定影响,随着饱和度的增加,峰值剪切位移先增加后减少。抗剪强度随着干密度的增加而增加,饱和度对密实石粉的粘聚力没有太大的影响,对内摩擦角具有一定的影响。通过固结不排水实验和固结排水实验研究饱和石粉的应力-应变关系及其剪缩(剪胀)特性,得到总应力指标及有效应力指标。相对密度50%时,石粉在剪切过程中大都呈现出剪缩,相对密度90%时各石粉试样均表现为剪胀。相对密度50%在低围压下,偏应力初期随着轴向应变增加而增加,直到峰值后,偏应力迅速下降,出现液化现象。在较高围压下,偏应力达到峰值后出现略微降低后,偏应力随平均有效应力增加而增加。 三、石粉动力特性研究 通过动三轴试验,在相对密度为50%和90%条件下,不同固结围压和动剪应力比对饱和石粉颗粒的动应力-应变、动孔隙水压力和抗液化强度的影响进行研究。动剪应力比和相对密度越大,动强度值越大。在高围压情况下,存在着一个临界振次,达到临界振次后其抗液化强度开始迅速降低。Seed孔压模型能较好的预测石粉的孔压增长规律。