Page 63 - 2024年第55卷第9期

综上可知，利用 “冲击 能和 含水 率 － 破碎 指标 －
级配参数” 模型预测的级配曲线与试验筛分试验结果
基本吻合，能够较好反映不同初始含水率炭质泥岩在
不同冲击能作用下的级配分布，这进一步说明了该模
型能较好反映炭质泥岩的破碎演变规律，同时也能预
测炭质泥岩级配曲线的分布。
为了进一步说明模型的合理性，以某软岩堆石料
的冲击荷载试验为例 ［３０］ ，当冲击能 Ｅ ＝ ５４．６４ｋＪ ，含
ｂ
水率 ｗ ＝ ８％，模型计算结果如图 １５所示。
由图可见，预测级配曲线略高于堆石料试验筛分
值，主要原因是堆石料的力学性质高于炭质泥岩，但
总体上二者数值相差较小。说明该模型也可以较好地
预测堆 石 料 在 冲 击 荷 载 作 用 下 其 级 配 曲 线 的 演 化 图 １５ 堆石料预测的级配与试验级配
规律。

６ 结论

本文基于单参数级配方程，研究了不同初始级配炭质泥岩在冲击荷载过程中冲击能和含水率与颗
粒破碎、级配分布变化的一般规律，建立了冲击能和含水率－ 破碎指标－ 级配分布的转换模型，主要得
到以下结论：
（ １）利用单参数级配方程可以较好描述连续级配曲线直线型、反 Ｓ型和双曲线型三种曲线形态，
而且该方程仅有一个级配参数，在定量描述级配参数与破碎指标的关系时，可以简化计算，明确二者
之间的函数关系。
（ ２）炭质泥岩的初始级配无论是双曲线型分布还是反 Ｓ型分布，炭质泥岩的颗粒破碎率均随初始
含水率的增加而增加。在相同含水率条件下，炭质泥岩的颗粒破碎率随冲击能的增加而增加，二者呈
双曲线关系。
（３）通过对冲击荷载作用下炭质泥岩颗粒破碎率与冲击能和含水率关系的研究，得到了颗粒破碎
率 Ｂ 与冲击能 Ｅ、含水率 ｗ的数学表达式。
ｗ ｂ
（ ４）建立冲击能和含水率－ 破碎指标－ 级配参数的模型，利用模型可以预测不同冲击能和含水率条
件下炭质泥岩的级配变化，通过与 ４组试验数据对比，验证了本文模型的准确性。

参 考 文 献：

［ １］ 付宏渊，刘杰，曾铃，等．考虑荷载及干湿循环作用的炭质泥岩崩解特征试验［Ｊ］．中国公路学报，２０１９，
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［ ２］ 石北啸，吴鑫磊，常伟坤．不同岩性堆石料三轴试验参数分析［Ｊ］．华北水利水电大学学报（自然科学版），
２０２１，４２（４）：７０ － ７６．
［ ３］ 柏树田，周晓光，晁华怡．软岩堆石料的物理力学性质［Ｊ］．水力发电学报，２００２（４）：３４ － ４４．
［ ４］ 刘俊新，袁槐岑，张超，等．高应力条件下循环球－ 偏应力耦合作用对饱和尾粉砂动力特性影响分析［Ｊ］．
水利学报，２０２１，５２（１１）：１２９５ － １３０８．
［ ５］ 刘京茂，孔宪京，邹德高．考虑振动碾压引起的颗粒破碎对堆石坝变形计算的影响［Ｊ］．水利学报，２０１５，
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［ ６］ ＸＩＡＯＹ，ＬＩＵＨ Ｌ．Ｅｌａｓｔｏｐｌａｓｔｉｃｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｆｏｒｒｏｃｋｆｉｌｌｍａｔｅｒｉａｌｓｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｐａｒｔｉｃｌｅｂｒｅａｋａｇｅ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒ
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［ ７］ ＨＡＧＥＲＴＹＭ Ｍ，ＨＩＴＥＤ Ｒ，ＵＬＬＲＩＣＨ ＣＲ，ｅｔａｌ．Ｏｎｅ － ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｈｉｇｈ － ｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｇｒａｎｕｌａｒ

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