Page 187 - 《爆炸与冲击》2026年第4期

第 46 卷 王海生，等： 砂砾土中爆炸模型试验相似材料性能测试及配制方法 第 4 期

度）、粒径分布（由 C 表征）、粒径大小（由 d ma x 和 d 支配）、黏聚力（受含水率、w 影响）、孔隙比 e 等指
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u
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标相似。本文中围绕上述指标对爆炸效应的影响开展定量研究，探究具备可重复性的相似土配制方法。
1.2 原状土性质
针对某戈壁滩场地的干燥浅层土开展室内相似土料的配制，场地的具体地质情况参照文献 [31]，场
地约有数十米厚的不含水冲积土层，其中近地表 3～5 m 内为松散的冲洪积土砾石层，深度为数米至数十
米范围内为胶结和半胶结状态的冲洪积砾石、砾砂、卵石及粉质黏土等，土体平均密度为 2.05 g/cm 。基
3
于地震波物探方法反演得到试验场地附近的地质速度结构，近地表深度为 3～5 m 范围内地震波纵波波
速为 400～500 m/s，局部为 700 m/s；深度为数米至数十米范围内地震波纵波速度为 1 350～1 500 m/s。从

原场地浅层（5 m 以内）随机取土，通过开展室内筛分试验，可以看出，原状土呈散粒、无塑性，且具有单
粒结构，如图 1 所示，粒径大于 2 mm 的土颗粒占比超过 50%，其中含有明显尖棱、次尖棱的碎石（粒径
d＞20 mm）和角砾（d≤20 mm）。相关级配参数如表 1 所示。其中：C 为曲率系数，D 为相对密度，ρ 为
r
s
c
制样密度，e ma x 为最大孔隙比，e mi n 为最小孔隙比，e 为初始孔隙比。
0

(a) 0−0.075 mm (b) 0.075−0.150 mm (c) 0.150−0.300 mm (d) 0.300−0.500 mm (e) 0.500−1.000 mm

(f) 1.000−2.000 mm (g) 2.000−5.000 mm (h) 5.000−10.000 mm (i) 10.000−20.000 mm (g) 20.000−40.000 mm
图 1 原状土筛分后的颗粒照片
Fig. 1 Photos of particles after sieving undisturbed soil

表 1 原状土及相似土参数
Table 1 Parameters of undisturbed soil and similar soil
−3
−3
−3
试样 d max /mm w/% ρ max /(g·cm ) ρ min /(g·cm ) d 50 /mm C u C c D r ρ s /(g·cm ) e max e min e 0
YS-40 40 47.50 2.224 1.485 2.45 23.53 1.40 0.83 2.050 0.865 0.246 0.351
T-20 20 50.00 2.236 1.563 2.00 20.40 1.33 0.83 2.084 0.772 0.239 0.329
D-20 20 47.50 2.226 1.560 2.25 23.53 1.40 0.83 2.075 0.776 0.244 0.335
X-20 20 62.70 2.22 1.552 1.13 23.47 1.34 0.83 2.069 0.784 0.248 0.339
T-10 10 56.30 2.233 1.549 1.56 15.27 1.19 0.83 2.077 0.788 0.240 0.334
D-10 10 47.50 2.228 1.562 2.20 22.07 1.46 0.83 2.077 0.774 0.243 0.333
X-10 10 78.50 2.202 1.448 0.56 24.17 1.41 0.83 2.023 0.913 0.258 0.369
H-10 10 62.70 2.245 1.515 1.12 23.47 1.34 0.83 2.075 0.828 0.234 0.335

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