粗砂與結(jié)構(gòu)物接觸面的剪切特性試驗(yàn)研究

趙 程， 謝俊飛， 王文東， 周依盟

(1. 同濟(jì)大學(xué) 土木工程學(xué)院， 上海 200092； 2. 同濟(jì)大學(xué) 巖土工程及地下工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 上海 200092;3. 上海市合流工程監(jiān)理有限公司， 上海 200120)

結(jié)構(gòu)物與土體之間的相互作用在土木工程中廣泛存在，如樁與周圍土體、地下連續(xù)墻與墻后土體的相互作用等.由于結(jié)構(gòu)物與土體的剛度相差懸殊，受到外部荷載時(shí)，在接觸面處可能出現(xiàn)滑移、錯(cuò)動(dòng)、脫開、張閉等非連續(xù)現(xiàn)象.接觸面處的力學(xué)特性涉及到非線性、大變形和局部不連續(xù)等問題，已成為土體與結(jié)構(gòu)物相互作用研究的核心課題之一.

Potyondy[1]最先采用直剪儀進(jìn)行了土體與不同粗糙度結(jié)構(gòu)物的接觸面力學(xué)特性研究，首次提出采用光滑和粗糙來定性描述建筑材料的表面粗糙度.Clough等[2]進(jìn)行了直剪試驗(yàn)，研究了土與混凝土接觸面的力學(xué)特性，得到了應(yīng)力-應(yīng)變雙曲線模型，該模型目前仍在廣泛應(yīng)用.Martinez等[3]首次提出了界面粗糙形式對(duì)砂土與結(jié)構(gòu)物界面強(qiáng)度的影響，研究主要關(guān)注剪切帶力學(xué)特性，對(duì)剪切帶分布研究較少.殷宗澤等[4]通過在混凝土表面埋設(shè)潛望鏡，利用大尺寸直剪試驗(yàn)觀察剪切過程中接觸面處的土顆粒位移情況.胡黎明等[5-6]基于透明的直剪盒進(jìn)行了不同相對(duì)粗糙度下接觸面的力學(xué)特性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)接觸面的力學(xué)和變形特性在達(dá)到接觸界面的某一臨界相對(duì)粗糙度時(shí)表現(xiàn)出不同特性.張嘎等[7-9]將數(shù)字圖像技術(shù)用于直剪試驗(yàn)，從宏、細(xì)觀兩個(gè)角度研究了粗粒土……