Page 29 - 2022年第53卷第8期

表 １ 击实试验、渗透试验和无侧限抗压试验结果
ＰＣＭ掺量 最大干密度 最优含水率 渗透系数× １０ － ７ 抗压强度 变形模量
名称
３
?％ ?（ｋｇ?ｍ ） ?％ ?（ｃｍ·ｓ ） ?ｋＰａ ?ＭＰａ
－ １
砾质土 ０ ２１９３．００ ９．２４ ４．５６ ２０９．６９ １１．４８
４ ２１５１．００ ５．５８ １．４４ ３５９．４７ ３７．４４
相变砾质土
６ ２１２５．００ ４．０３ １．３８ ４００．６６ ４３．６９

２．３．４ 三轴试验结果 图 ３为砾质土和 ６％ＰＣＭ 掺量相变砾质土的三轴试验应力 － 应变曲线。由图
可知：
砾质土表现为硬化型应力应变关系；相变砾质土呈现为软化型应力应变关系，但在高围压下，相
变砾质土软化现象减弱；无论小围压还是大围压下，相变砾质土应力均大于砾质土应力。

图 ３ 不同 ＰＣＭ掺量砾质土应力应变关系曲线

２．３．５ 抗剪强度指标分析 不同 ＰＣＭ掺量下试样的黏聚力和内摩擦角如表 ２所示。可见，掺混 ＰＣＭ
后，相变砾质土黏聚力下降，但内摩擦角上升，此结果与文献［４］结论类似。
表 ２ 不同 ＰＣＭ掺量试样的强度指标

ＰＣＭ掺量?％ 黏聚力?ｋＰａ 内摩擦角 φ ?（°）
０ １７６．７ ２１
６ １０４．５ ４５

综上，ＰＣＭ的掺混会提高砾质土的抗压强度和抗剪强度、变形模量和防渗性能，其力学性能及防
渗性能均能满足 《碾压式土石坝设计规范》 对心墙材料的要求。
２．４ 相 变 砾 质 土 热 学 试 验 结 果 采 用 差 示 扫 描 量 热 法
（ ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＳｃａｎｎｉｎｇＣａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ，ＤＳＣ），在－ １５℃ ～２０℃
范围内以 ２℃?ｍｉｎ的变温速率测试石蜡基 ＰＣＭ 的 ＤＳＣ曲
线，见图 ４。ＰＣＭ的热学参数如表 ３所示。
热常数试验采用瑞典 ＴＰＳ２５００Ｓ热分析仪器，试样尺
寸为直径 １００ｍｍ，厚度 ４０ｍｍ的样品，测试相变砾质土
的导热系数和比热容。表 ４给出了不同 ＰＣＭ 掺量下相变
砾质土的导热系数和比热。可见：随着 ＰＣＭ 掺量的增加，
导热系数和比热不断降低。由击实试验可知，最大干密度
及最优含水率随 ＰＣＭ 掺量增加而下降。干密度下降导致 图 ４ 石蜡基 ＰＣＭ的 ＤＳＣ曲线
相变砾质土导热系数下降，同时，含水率下降也会导致相
变砾质土导热系数下降 ［２７］ 。水的比热远大于 ＰＣＭ和土颗粒的比热，随着 ＰＣＭ掺量的增加，含水率显
著下降，相变砾质土比热呈现下降的趋势。

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