考虑粗糙度影响的不同土与混凝土界面大型直剪试验研究

论文摘要

土与结构接触界面的力学特性对于土体与结构相互作用系统的研究具有重要意义,结构周围土体性质与结构表面粗糙度是影响接触面力学性质的重要因素。为研究结构表面粗糙度对不同土体与结构接触面的剪切力学特性的影响,采用大型直剪试验仪进行了3种土体(红黏土、砂土与碎石土)与混凝土接触面剪切试验。通过在混凝土表面预制不同数量的规则半圆型凹槽来改变表面粗糙度,并采用灌砂法对混凝土表面粗糙度进行定量评价,研究粗糙度对不同类型接触面的剪切应力与剪切位移曲线以及强度参数的影响。结果表明:土体类型对接触面的剪切应力与剪切位移曲线形态具有较大的影响,红黏土与混凝土接触面剪切曲线表现为剪切软化型,砂土与混凝土接触面剪切曲线表现出理想弹塑性特征,碎石土与混凝土接触面剪切曲线主要表现为应变硬化型。粗糙度对接触面的剪切强度有着显著的影响,不同土体与混凝土接触面的剪切强度随粗糙度的增大均有明显提高,但法向应力的增大会弱化粗糙度对接触面剪切强度的影响。不同粗糙度条件下接触面的剪切强度与法向应力之间均存在着良好的线性关系,表明接触面的剪切破坏符合摩尔–库伦准则。粗糙度的增大能显著提高接触面的表观黏聚力,但对接触面内摩擦角的影响较小。

论文目录

• 1 试验设备与材料
•   1.1 试验设备
•   1.2 土样
•   1.3 粗糙度设计与评价
• 2 试验方案
• 3 试验结果分析
•   3.1 接触面剪切应力与剪切位移曲线
•     3.1.1 红黏土与混凝土接触面剪切试验结果
•     3.1.2 砂土与混凝土接触面剪切试验结果
•     3.1.3 碎石土与混凝土接触面剪切试验结果
•   3.2 粗糙度对接触面强度参数的影响
• 4 粗糙度影响的机理分析
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 成浩,王晅,张家生,刘乔,刘稳鹊

关键词: 土体类型,粗糙度,接触面,剪切破坏,大型直剪试验

来源: 工程科学与技术 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,无机化工,建筑科学与工程

单位: 中南大学土木工程学院,高速铁路建造技术国家工程实验室,中国葛洲坝集团有限公司

基金: 国家自然科学基金项目(51678575),湖南省自然科学基金项目(2017JJ2314)

分类号: TU528;TU43

DOI: 10.15961/j.jsuese.201800808

页码: 117-125

总页数: 9

文件大小: 2313K

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