中国公路学报

作者：蔡沛辰, 毛雪松, 刘云龙, 王悦月, 吴谦

单位：长安大学　公路学院，陕西　西安　710064

关键词：路基工程,再生填料,Weibull分布,分形理论,单颗粒破碎,级配预测模型

<p>为揭示不同组分的再生填料单颗粒破碎-强度-尺寸-形态效应，针对再生砖块（RB）、再生混凝土块（RC）和再生砂浆（RM）进行了450组不同颗粒粒径和形态的单颗粒破碎试验，分别研究了其单颗粒的破碎模式、荷载-位移关系、破碎强度及破碎能量变化特性，采用Weibull分布函数统计了单颗粒破碎的尺寸和形态效应，结合分形理论探究了单颗粒破碎级配分布规律，并引入颗粒初始状态参数和分形维数构建了修正Rosin-Rammler（R-R）函数的单颗粒破碎级配预测模型。研究结果表明：再生填料单颗粒破碎模式分为脆性断裂、破裂和韧性碎裂3种；RB破碎后的次生颗粒数量最多，RM次之，RC最小。再生填料单颗粒粒径越大，其最大峰值力和破碎所需能量越大，而破碎应力与单位体积颗粒破碎能量反而减小；单颗粒形态越接近球形，最大峰值力和破碎应力均越大，相应地颗粒破碎能量越大，且RC单颗粒破碎能量均高于RB和RM。再生填料单颗粒平均破碎强度均存在明显的尺寸和形态效应，可采用Weibull模量<i>m</i>来预测其他类型颗粒的破碎强度。此外，RB、RC和RM的分形维数均随颗粒粒径增大而增大，级配分布由广变窄，呈分形减弱的特点；颗粒球度越大，其分形维数越小，其中<i>D</i>_RC最小，<i>D</i>_RB和<i>D</i>_RM较为接近。不同颗粒尺寸和形态的单颗粒破碎级配分布曲线可由修正的R-R函数模型来预测，其与试验值基本吻合。</p>

来源：2025年第4期

《中国公路学报》期刊编辑部

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