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选取三峡库区砂、泥岩颗粒料作为研究对象,进行在荷载及干湿循环组合作用下的渗透固结试验及颗粒筛分试验。选取上覆荷载、土体干密度、粗颗粒含量为试验的影响因素。采用自制的颗粒破碎细观试验系统,试验系统由有机玻璃试验桶、上游供水装置、下游出水装置、热气源进气装置、砝码、量测设备(上下水头测压管、百分表、下游集水箱、高精度试验天平)组成。通过对试验数据进行分析比对,获得的结论及研究成果有: (1)在干湿循环作用下,研究干密度、上覆荷载、粗颗粒含量对泥岩颗粒料的影响,总结了干湿循环条件下泥岩渗透特性及固结特性的变化规律。岸坡土体渗透特性的变化,必然会对岸坡渗流场产生影响,通过分析岸坡深度为0.5m、1m、2m、3m的土层渗透系数的变化,揭示了渗透特性演化对岸坡稳定性的影响。基于泥岩土样的空隙比和渗透系数的变化,利用Kozeny-Carman公式揭示了泥岩颗粒崩解破碎的破碎机理。在干湿循环效应下,泥岩同时受到固结作用和破碎作用的影响,试验前期以固结作用为主,当主固结作用的完成后则以颗粒破碎作用为主。 (2)通过对渗透固结试验结束后的泥岩颗粒料进行筛分,比较试验前后泥岩颗粒料各粒径组的颗粒含量变化的情况,发现2~5mm是颗粒含量增加最多的粒组,将2~5mm作为特征粒径组,衡量粗颗粒的破碎性能。采用hardin破碎势Bp对试验前后的泥岩颗粒级配进行量化,研究了在干湿循环效应下,干密度、上覆荷载、粗颗粒含量对泥岩颗粒料破碎程度的影响。基于熵增原理,使用基础熵NB对泥岩颗粒级配进行量化,建立泥岩颗粒组成演化模型,并对渗透系数K与基础熵NB进行拟合,发现渗透系数K与基础熵NB之间具有良好的相关性,则可通过土体渗透系数变化反映颗粒在干湿循环作用下的破碎情况 (3)对在水位反复升降的情况下砂泥岩质岸坡渗流稳性进行讨论,发现随着水位升降次数的增加,砂泥岩混合料孔隙平均粒径Do逐渐减小,小于混合料孔隙平均粒径Do的颗粒含量不断增加。建立了基础熵NB与小于土体平均孔隙直径的细颗粒含量的关系模型,提出了通过基础熵NB预测砂泥质岸坡发生渗透破坏的方法,揭示了粒组演化对码头岸坡渗流稳定性的影响。