In diesem Artikel wurden mit einem selbst entworfenen Acrylmodellkasten seitliche Kompressions- und mehrstufige Kriechversuche an kalkhaltigem Sand unterschiedlicher Korngrößen durchgeführt, um die Kompressionsverformung, Bruchmerkmale der Partikel und die Evolution der inneren Spannungen unter verschiedenen Spannungsstufen zu untersuchen. Die Studie zeigt: Bei niedriger vertikaler Spannung nehmen die Kompressionsverformung, Kriechdehnung und Kriechgeschwindigkeit mit zunehmender Korngröße ab; bei höherer vertikaler Spannung nehmen diese mit zunehmender Korngröße zu. Dies liegt daran, dass die Verformung des kalkhaltigen Sandes gemeinsam durch das Neuanordnen der Partikelpositionen und den Partikelbruch gesteuert wird. Bei niedriger vertikaler Spannung ist der Partikelbruch geringfügig und kann vernachlässigt werden; je größer die Korngröße, desto unregelmäßiger ist die Partikelform, was die Verzahnungskraft zwischen den Partikeln erhöht und die Verformung hemmt. Mit zunehmender vertikaler Spannung tritt ein signifikanter Partikelbruch auf, und je größer die Korngröße, desto ausgeprägter ist der Partikelbruch, was die Verformung verstärkt, die Kontaktänderungen zwischen den Partikeln verursacht, die Spannungsumlagerung verstärkt und die Verteilung der vertikalen und lateralen Spannungen im kalkhaltigen Sand sich von Weibull- zu Normalverteilung ändert. Während des Kriechprozesses zeigt die Verteilung der inneren Spannungen im kalkhaltigen Sand eine Tendenz zur Homogenisierung.

kalkhaltiger Sand;Partikelbruch;Kriechen;Korngröße;Spannungsverteilung