顆粒特征通常代表著天然顆粒的形成歷史，反映其形成過程中的機(jī)械及化學(xué)作用類型。例如，由沉積作用形成的砂性土顆粒的特征取決于沉積物的來源及沉積條件；而殘積土由于沒有經(jīng)過搬運(yùn)及分選作用，通常含有多種礦物成分及級配特征。傳統(tǒng)的基于顆粒粒徑及級配的無黏性土評價(jià)方法，不能對顆粒形貌欠規(guī)則土所表現(xiàn)出的獨(dú)特的工程特性給出合理的解釋。

　　為此，中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所科研人員總結(jié)前人的科研成果，對顆粒形貌的物理表征、數(shù)值模擬及室內(nèi)試驗(yàn)等方面的研究成果進(jìn)行了綜述分析。研究結(jié)果表明：顆粒形貌的描述主要基于3個尺度（形狀、棱角度及表面紋理參量），但由于技術(shù)手段和試驗(yàn)設(shè)備的制約，多數(shù)研究結(jié)果仍是針對一個尺度或兩個尺度得出的；數(shù)值方法可以模擬單個凸性顆粒的形貌及其集合體的排列結(jié)構(gòu)，但對于凹形顆粒的刻畫精度不理想；顆粒形貌與孔隙結(jié)構(gòu)、天然休止角、界限孔隙比以及粒徑大小間存在著相關(guān)性；相同條件下，顆粒形貌對集合體的滲透系數(shù)、小應(yīng)變強(qiáng)度、峰值強(qiáng)度及參與強(qiáng)度產(chǎn)生影響。該研究總結(jié)了當(dāng)前對于顆粒形貌的研究現(xiàn)狀，并對顆粒形貌未來的研究工作進(jìn)行了展望。 

　　近日，相關(guān)研究成果以“土的顆粒形貌研究現(xiàn)狀及展望”為題，發(fā)表在《巖土力學(xué)》期刊中。研究工作獲得中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（A類）（No. XDA13010203）；自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（No. 41877271, No. 41572304）；湖北省自然科學(xué)基金（No. 2020CFB243）等的資助。 

　　論文鏈接：http://ytlx.whrsm.ac.cn/CN/10.16285/j.rsm.2020.1904

圖1 顆粒形貌參數(shù)示意圖 

圖2 查表法確定球度 

圖3 Zingg的卵石顆粒分類方法 

圖4 平面不規(guī)則顆粒形貌模擬過程 

（文/圖 海洋工程組）