砂礫土與結(jié)構(gòu)接觸面強(qiáng)度與變形特性試驗(yàn)研究.pdf

1、土與結(jié)構(gòu)物接觸相互作用是一個(gè)涉及多學(xué)科的交叉性研究課題，同時(shí)也是土木工程和水利水電等工程研究的一個(gè)重要課題，對(duì)于土與結(jié)構(gòu)接觸面變形特性的研究更是涉及到土力學(xué)和基礎(chǔ)工程的各個(gè)方面。隨著高面板堆石壩、心墻堆石壩、高速公路、鐵路以及地鐵等重大工程的建設(shè)，作為主要建筑材料或地基材料的大粒徑的砂礫土越來(lái)越受到工程的關(guān)注，其與結(jié)構(gòu)接觸面的力學(xué)特性的研究也日益受到更多學(xué)者的重視，而目前較大粒徑的砂礫土與結(jié)構(gòu)接觸面的力學(xué)特性的研究成果并不多，主要是沒(méi)有

2、適合針對(duì)大粒徑砂礫土與結(jié)構(gòu)物所形成接觸面的特大型試驗(yàn)設(shè)備。 本文利用長(zhǎng)江科學(xué)院土工所研制的可進(jìn)行較大粒徑的砂礫土與結(jié)構(gòu)物所形成接觸面試驗(yàn)的特大型疊環(huán)單剪儀，結(jié)合實(shí)際工程對(duì)3 種不同級(jí)配的砂礫土分別與混凝土板、上置泥皮的混凝土板和瀝青混凝土板等結(jié)構(gòu)物所形成的接觸面的力學(xué)特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果表明接觸面的變形為砂礫土與結(jié)構(gòu)界面上的相對(duì)滑移變形以及結(jié)構(gòu)面附近的砂礫土在結(jié)構(gòu)面約束下的剪切變形兩部分，這兩部分總是同時(shí)發(fā)生、互相影響。

3、同時(shí)也證實(shí)了疊環(huán)單剪試驗(yàn)結(jié)果比直剪試驗(yàn)結(jié)果更符合接觸面的實(shí)際破壞結(jié)果；在試驗(yàn)法向應(yīng)力范圍內(nèi)，接觸面附近表現(xiàn)出明顯的相對(duì)切向位移，剪應(yīng)力與相對(duì)剪切位移呈現(xiàn)出較好的雙曲線關(guān)系，抗剪強(qiáng)度與法向應(yīng)力也成較好的線性關(guān)系；隨著接觸面上法向應(yīng)力的增大，達(dá)到峰值強(qiáng)度所需的剪切位移也增大，所形成的雙曲線初始段的斜率也就更大。 本文在綜述前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合試驗(yàn)取得的成果，對(duì)具有代表性的非線性彈塑性模型、剛塑性模型和損傷力學(xué)模型等典型模型進(jìn)行

4、了擬合，結(jié)果表明非線性彈塑性模型的剪切應(yīng)力與剪切位移的擬合曲線與試驗(yàn)曲線型式的整體趨勢(shì)基本吻合，且擬合曲線無(wú)限接近于剪切破壞的極限狀態(tài)，但不能反映應(yīng)變軟化現(xiàn)象；剛塑性模型的剪切應(yīng)力與剪切位移的擬合曲線與試驗(yàn)曲線型式的初始階段的擬合效果較接近，但在接觸面達(dá)到破壞時(shí)，剪切位移與實(shí)測(cè)值相差較大；損傷力學(xué)模型剪切應(yīng)力與剪切位移的試驗(yàn)曲線與擬合曲線型式的整體趨勢(shì)吻合較好，并且可以模擬大粒徑砂礫土與結(jié)構(gòu)接觸面剪切過(guò)程中的應(yīng)變軟化現(xiàn)象，所以大粒徑砂礫