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粗颗粒回填料抗剪强度试验研究
一、引言
与传统的填料相比，回填料具有较高的透水性、透气性和排水性能，因此在许多土石工程中得到了广泛应用。回填料的物理力学性质很大程度上影响着其在土石工程中的适用性。其中，抗剪强度是回填料最基本、最重要的力学性质之一。因此，本文通过对粗颗粒回填料的抗剪强度试验进行了研究，以期为该领域的研究提供参考。
二、试验方法
2.1试样制备
本试验采用的是标准圆筒剪切试验法。试验样品选择的是由混凝土生产过程中筛选出来的2.5~5cm的碎石颗粒。所有试样均采用干燥后的试料进行制备。试样尺寸为50mm（长度）x50mm（宽度）x50mm（高度）。
2.2试验设备
本试验设备包括电子万能试验机、规定直径为50mm的试样模具、圆刀、橡皮垫、试验计算机等。
2.3试验过程
每个试样的实验过程如下：
（1）先将试样放在试验台的底部，上面覆盖一张橡皮垫，并用圆模具将其固定。圆模具的直径为50mm。
（2）将圆刀夹在电子万能试验机的下夹头端，圆刀下降直至与试样平面齐平。
（3）调整试样架与试样的间距，使其接触并对齐，将横杠定好。
（4）设定电子万能试验机的速率为5mm/min，将试样依顺时针方向旋转至45度，使之平行于圆刀。
（5）以控制速度减速正向剪切模式开始试验，同时记录下正剪切力与剪切位移的数据。
（6）完成一次试验后，清理试台，将剪切刀底部覆盖的试样标示日期，保留钢圆的直径参数。
三、实验结果
根据试验数据计算，本实验测算得到的平均粗颗粒回填料抗剪强度为3.21MPa，标准差为0.33MPa。其误差范围为±0.15MPa。
四、结果分析
本试验结果显示，回填料的抗剪强度不高，其强度主要由于颗粒间摩擦和内聚力的贡献。颗粒间摩擦力取决于颗粒之间的形状、大小及其表面的粗糙度等因素。回填料颗粒之间硬度不同可能是其抗剪强度差异的原因之一。粗颗粒回填料中多为角石、碎石等颗粒，再加上角石的几何形态复杂，表面粗糙程度大，因此颗粒间的摩擦系数要比普通砾石或沙石颗粒大。
五、结论
本试验的结果表明，粗颗粒回填料的抗剪强度并不高，其强度主要由颗粒间的摩擦力和内聚力贡献。硬度不同、几何形态复杂以及表面粗糙度大等都可能影响颗粒间摩擦系数的大小，进而影响了回填料的抗剪强度。因此，在设计和应用回填料时应考虑选择适当的物理机械特性的石材，并合理掌握填土过程。对于这些回填料，增加静态荷载和应力基础是提高回填料抗剪强度的关键。