堆积体剪切强度特征研究与实践结果

堆积体强度特征一般用剪切强度来表征，通过现场大型试验成果来确定。下面以金沙江梨园水电站下咱日堆积体为例，对试验成果进行分析。14组堆积体野外大型直剪试验成果详见图4.7，堆积体天然状态下的剪应力-剪切位移曲线见图5.28，大致可以分为5个阶段：即压密阶段(OA段)、弹性变形阶段(AB段)、初始屈服阶段(BC段)、应变硬化阶段(CD段)及破坏后阶段(D点以后)。堆积体应力-应变曲线与一般土(或岩石)的应力-应变曲线(图5.29)在形状上有一定的差别，反映了堆积体物质成分的多样性、结构的不均匀性及力学强度的复杂性特征。

图5.28　土石混合体的应力-位移曲线

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图5.29　一般岩石和土的剪应力-应变曲线

Ⅰ—岩石；Ⅱ—土

西南山区河谷一带分布的第四纪冰水堆积体，其颗粒组成、结构特征等与其他松散堆积体有很大的不同，其变形特性、强度特性也表现出较为明显的差异。大渡河某冰水堆积体研究表明，不同的应力条件对冰水堆积体强度特性存在明显的影响，在剪切破坏过程中存在较明显的应变强化和剪胀现象，其强度包络线在低应力水平下呈直线状，满足莫尔-库仑定律，而在高应力水平下呈非线性下凹形，表现出明显非线性特点。冰积堆积体物理力学性质与物质组成及胶结程度密切相关，大量物理力学试验表明有胶结冰水堆积体大多具有构造密实、高密度、孔隙体积小的特点，属典型的高承载力、低压缩性土，并具有较好的抗剪强度，天然状态下黏聚力可达150～400kPa，摩擦角约35°～39°，饱水条件下黏聚力也保持在60～100kPa，内摩擦角约30°～37°；且c值对水的敏感要比φ强烈的多，一般饱水条件下会致使黏聚力降低一半左右，而φ值的变化几乎不超过1°～3°。而胶结较差或无胶结的冰水堆积体内摩擦角变化范围较大，黏聚力普遍较低。黏聚力对水较为敏感。