砂礫土與結(jié)構(gòu)接觸面強度與變形特性試驗研究.pdf

1、土與結(jié)構(gòu)物接觸相互作用是一個涉及多學科的交叉性研究課題，同時也是土木工程和水利水電等工程研究的一個重要課題，對于土與結(jié)構(gòu)接觸面變形特性的研究更是涉及到土力學和基礎工程的各個方面。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，作為主要建筑材料或地基材料的大粒徑的砂礫土越來越受到工程的關注，其與結(jié)構(gòu)接觸面的力學特性的研究也日益受到更多學者的重視，而目前較大粒徑的砂礫土與結(jié)構(gòu)接觸面的力學特性的研究成果并不多，主要是沒有

2、適合針對大粒徑砂礫土與結(jié)構(gòu)物所形成接觸面的特大型試驗設備。 本文利用長江科學院土工所研制的可進行較大粒徑的砂礫土與結(jié)構(gòu)物所形成接觸面試驗的特大型疊環(huán)單剪儀，結(jié)合實際工程對3 種不同級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特性進行了試驗研究，試驗結(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，這兩部分總是同時發(fā)生、互相影響。

3、同時也證實了疊環(huán)單剪試驗結(jié)果比直剪試驗結(jié)果更符合接觸面的實際破壞結(jié)果；在試驗法向應力范圍內(nèi)，接觸面附近表現(xiàn)出明顯的相對切向位移，剪應力與相對剪切位移呈現(xiàn)出較好的雙曲線關系，抗剪強度與法向應力也成較好的線性關系；隨著接觸面上法向應力的增大，達到峰值強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上，結(jié)合試驗取得的成果，對具有代表性的非線性彈塑性模型、剛塑性模型和損傷力學模型等典型模型進行

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