基于CBR試驗的隧道棄渣級配碎石細觀力學參數研究

岳夏冰, 黃 姣, 丁 同, 王奕丁, 王學營

(1.長安大學 公路學院, 陜西 西安 710064; 2.內蒙古自治區交通運輸科學發展研究院, 內蒙古 呼和浩特 010051;3.生態安全屏障區交通網設施管控及循環修復技術交通運輸行業重點實驗室, 內蒙古 呼和浩特 010051)

1 研究背景

隨著我國基礎設施建設的快速發展,公路、鐵路建設中的隧道工程將會產生大量的棄渣,而傳統的粗放式棄渣處理方式不利于節約資源保護環境。如若對棄渣進行合理利用,不僅能解決道路建設的原材料問題,而且環境問題也可得到改善[1-2]。目前提倡將隧道棄渣破碎成有一定顆粒級配的碎石,用作路面基層填料。

級配碎石是一種理想的填筑材料,主要由粗、細碎石集料和石屑構成,具有三相性和離散性的特點。其力學模型研究一直是諸多學者關注的熱點,學者們對經典模型進行不斷完善和改進[3-4],提出了一些新的本構模型[5-6]。近年來,許多研究表明級配碎石的顆粒性結構特征和非線性力學特性與層狀彈性體系理論假定的均質的、連續的、均勻的、各向同性結構存在差異[7-9]。故有限元法在模擬級配碎石內部作用機理時具有一定局限性,而離散元法可以模擬離散介質,能更好地模擬級配碎石的內部作用。朱俊高等[10]、李燦等[11]、吳躍東等[12]利用顆粒流軟件(particle flow code, PFC)分別對不同級配和密實度土石的三軸試驗、室內三軸固結排水試驗、擊實試驗及加州承載比 (California bearing ratio, CBR)試驗模型進行了模擬,得出諸多結果。張振平等[13]利用顆粒離散元理論和PFC2D建立了土石混合體離散元模型,對不同含石量、不同黏結強度混合體進行了直剪試驗模擬。朱遙等[14]通過直剪試驗和離散元模擬探究了顆粒形態對砂土抗剪強度的影響,發現不規則顆粒形態的石英砂的抗剪強度更大。任皎龍[15]、丁同[16]利用PFC進行級配碎石CBR試驗的離散元模擬得出了級配碎石細觀力學參數的一些性質。徐文杰等[17]基于真實塊石形態構建了土石混合體的數學模型,并結合相關算法開展了三維數值的直剪試驗研究。總體而言,目前學者們多用直剪、三軸試驗等室內試驗與離散元軟件相結合的方法對級配碎石進行研究[18-23]。對于隧道棄渣制成級配碎石,離散元法建模過程中的細觀參數標定十分重要,但目前對于其力學性能與細觀參數關聯性的研究較少,其細觀力學參數對級配碎石路面性能指標的影響尚不夠明確。

路面基層的承載能力對路面結構性能起決定作用,由隧道棄渣制成的級配碎石做基層填料,其承載力與耐久性等對公路安全十分重要。本文依托于隧道洞渣加工再利用項目,借助顆粒流軟件PFC3D對CBR試驗試樣展開研究,探討級配碎石顆粒細觀力學參數對其路用性能指標的影響。

2 CBR試驗模型初始設定及構建

2.1 CBR試驗及模型選擇

本文基于外加工隧道洞渣,借助PFC3D研究其路面基層填筑用級配碎石的細觀力學性能。將現場取樣的碎石土進行篩分并參考相關研究[24]進行級配優化(見表1)后進行試驗,為后續模擬試驗提供數據支持及參照。

表1 碎石土室內試驗級配

在離散元模型建立過程中考慮到實際工程中碎石個體形狀的復雜性,可改變顆粒接觸模型及調整相關參數來模擬顆粒形狀對結果的影響,利用轉動阻力線性模型對顆粒接觸中的法向力、切向力、摩擦力以及咬合力的影響進行模擬,并將其與線性接觸鍵模型進行對比分析。

2.2 CBR模型設計

2.2.1 細觀參數標定 根據相關研究[25],對于線性接觸模型與轉動阻力模型需確定碎石土顆粒的細觀參數,通過反復模擬試算得到與CBR試驗結果較吻合的模擬結果,如表2所示。

表2 碎石土顆粒細觀參數

2.2.2 CBR模型構建 按照表2中顆粒細觀參數設置CBR模型參數,根據CBR數值試驗中試樣的邊界條件構建模型。在設定范圍內生成顆粒,由于重力影響,自上而下力鏈網絡趨于密集。自頂面墻體往下施壓,以試件被力鏈整體豎向貫穿作為固結完成的標志。

刪除頂面墻體,設立1、2、3號墻體共同組成模擬壓頭,模擬壓頭即模擬CBR數值試驗中的貫入桿。在模擬壓頭左、右兩側的試樣頂面均設置一寬度為50 mm的荷載板,用以阻止試樣顆粒被擠出,同時維持其邊界條件,如圖1所示。開始前設定其初始荷載為45 N,考慮實際試驗中試樣所受壓力,在4、5號墻體處施加25 N的力,利用伺服機制確保整個過程中4、5號墻體應力不變。當試樣邊界的加載情況符合試驗要求后,令貫入桿以恒定速度1.25 mm/min壓入試樣,貫入量達到6 mm時停止。

圖1 CBR數值試驗邊界條件示意圖

圖2為室內試驗與數值試驗的CBR曲線對比;表3為室內試驗與數值試驗所得CBR值的對比。由圖2可見,兩曲線的總體發展趨勢較為一致,且CBR試驗的初期單位壓力增長較快,也符合實際試驗情況,由此說明數值模擬試驗有效。

圖2 室內CBR試驗與數值CBR試驗曲線對比

表3 室內試驗與數值試驗所得CBR值對比

由表3可知,室內試驗與數值試驗CBR值的偏差為5.33%,說明數值試驗的試驗結果與真實情況相差較小,同樣驗證了CBR數值實驗結果的有效性。故可在此基礎上開展級配碎石顆粒細觀力學參數研究。

3 CBR試驗細觀力學機理分析

對CBR試樣顆粒而言,貫入過程即為嵌擠和摩擦的過程,利用顆粒流軟件PFC3D可實現顆粒狀態觀測,從細觀角度解釋其力學機理。

3.1 接觸力鏈分布

試驗中試樣表面所受單位壓力隨著貫入量的增大而相應增大,并能在試樣顆粒間逐漸形成力鏈傳遞應力。初期接觸力鏈發展較為均勻,試樣發生壓實及彈性變形。根據貫入桿與顆粒距離的不同,離其較近墻體處的顆粒會先被壓實,在貫入力作用下水平向力鏈得到發展。試樣力鏈隨著貫入量而發展,當其豎向貫穿時即標志著試樣進入剪切階段。

圖3為貫入量分別為1.25、2.5、5.0和6.0 mm時主要節點接觸力鏈的演變過程。由圖3可知,整個試驗中,隨貫入量的增加,力鏈向下增長至試樣底部;中層的水平向力鏈延伸至邊界;試樣四角幾乎無力鏈。表明力鏈網絡主要以橄欖球狀呈豎向發展,而水平向發展較少。

圖3 CBR數值試驗接觸力鏈隨貫入量的演變過程

圖4為相應試樣顆粒的接觸力最大、最小值與接觸數隨貫入量的變化。由圖4可見,試樣顆粒的接觸力最值與貫入量呈正相關,即所有接觸力均隨貫入量的增加而增大;貫入量繼續增加,接觸力最大值增大而最小值變化不大。主要是當力鏈延伸至試件底部時,在上部荷載板周圍顆粒間會出現最小值。接觸數可表征貫入過程中顆粒間的擠密程度及力鏈增長情況,其值越大,表明顆粒密度越大,則其對應的力鏈網絡越密集。

圖4 試樣顆粒的接觸力最值及接觸數隨貫入量的變化曲線

3.2 位移矢量場分布

由于試樣顆粒發生位移產生的位移矢量絕對值過小,不便觀察,故采用放大系數SA對其模擬結果進行放大顯示。圖5為SA分別取為6.87,3.45,1.55,1.35下各貫入量對應顆粒位移矢量場分布。通過對圖5中試樣顆粒在不同貫入量下對應的位移矢量場分布情況進行分析對比得出,當貫入量較小時,位移矢量方向主要為豎向;隨著貫入量的增加,位移矢量主要呈“人”字形,且與貫入量增加有關;對試樣底部而言,中間位置顆粒穩定性最好、位移量最小。

圖5 CBR數值試驗各貫入量對應的顆粒位移矢量場分布

4 細觀力學參數與CBR值關聯性分析

實際CBR試驗試樣顆粒受力情況較復雜,故主要研究顆粒剛度比、摩擦系數、黏結強度、黏結強度比等細觀參數與CBR值的關聯性。規定接觸力最值及接觸數統一選取貫入量為6 mm時的數值,以確保數據的合理與完整,同時由于顆粒接觸力最小值通常發生在力鏈末端,與力鏈網絡關系不大,故分析時接觸力最小值僅作參考。

4.1 顆粒剛度比kn/ks

因固結后接觸力為零,設定同一顆粒的接觸鍵法向重疊量初始值不隨顆粒剛度比的變化而變化。令ks=7.5×108N/m,通過調整法向剛度kn改變顆粒剛度比kn/ks的大小,最終得出kn/ks與CBR值關系曲線及不同kn/ks對應的CBR曲線如圖6所示。由圖6可以看出,整體上kn/ks對CBR值影響較小,CBR值在一固定值上下波動,不同kn/ks對應的CBR曲線整體變化趨勢較為一致。對比kn/ks=0.25及kn/ks=9.0的CBR曲線可見,兩者斜率相近。大致以貫入量3.5 mm為界,kn/ks=0.25的CBR曲線前段顆粒所受壓力較大,其原因為較小kn下顆粒間的法向可重疊量較大,可產生的彈性變形多對應所承受的法向力。而貫入量大于3.5 mm時,kn/ks=0.25及kn/ks=9.0的CBR曲線糾纏重疊,此時切向位移是顆粒間相對運動的主要形式,貫入力受kn的影響削弱。

圖6 試樣顆粒不同剛度比kn/ks下的CBR值與CBR試驗曲線

觀察圖6(b)可知,在貫入量3.5～4.5 mm范圍內,CBR曲線均出現類似于應力軟化的“臺階”,貫入力未延續增大。這說明試樣在此范圍內整體產生了較大位移,故在此期間,顆粒接觸鍵以切向破壞為主。對比其后曲線整體發展趨勢,表明此后貫入力繼續提升,抵抗變形能力增強,由此推斷此時試樣顆粒進行了位置重分布和力鏈重構建。

圖7展示了試樣顆粒不同剛度比kn/ks下相應的力鏈變化情況。如圖7(a)所示,以kn/ks=3為界,顆粒接觸力的最大值先增大后減小,整體變化幅度不大。同一應力水平下,kn/ks<3時顆粒接觸力最大值增長較快,說明法向可重疊量與彈性呈線性正相關。在距貫入桿底部較遠的兩角處應力較小,主要是kn較小時,顆粒法向彈性將接觸力場范圍及梯度增速削弱,上部顆粒的重力作用為顆粒受力的主力。隨著kn的增大,顆粒接觸力場逐漸向外擴展,由此產生的顆粒接觸力占全部底部接觸力的比例提高。當kn/ks>3時接觸力最小值增加速率減緩甚至呈現下降趨勢,其原因主要是在kn較大的情況下,接觸鍵的法向力不易增大,而切向力持續增大,切向破壞的發生使得顆粒接觸力最小值的增幅不大。由圖7(b)可見,kn/ks與顆粒接觸數近似呈線性正相關,即kn/ks與應力場范圍、各梯度增速基本呈線性相關。同樣當kn/ks<3時,應力場范圍擴大、梯度值增大,兩者共同作用的影響使得曲線的斜率較大;當kn/ks>3時,曲線的斜率變小是因為此時應力場擴散至全部試樣范圍,故斜率大小僅受應力場梯度值的影響。

圖7 試樣顆粒不同剛度比kn/ks下的力鏈變化情況

4.2 顆粒摩擦系數μ

圖8為顆粒摩擦系數μ與CBR值關系曲線及不同μ值對應的CBR曲線。由圖8可見,顆粒摩擦系數對試樣的宏觀力學性質影響較大;CBR值隨摩擦系數的增大基本呈線性增長(圖8(a)),各摩擦系數對應的CBR曲線具有明顯的離散性(圖8(b))。當貫入量處于0～1 mm范圍內時,各μ值情況下壓力增長路徑大致重合,此階段壓實及彈性變形為試樣顆粒變形的主要組成部分,大部分顆粒尚未產生動摩擦。當貫入量大于1 mm后,不同μ值對應的各CBR曲線斜率增長存在顯著差異,各曲線整體均呈正線性增長。由此推斷顆粒摩擦系數μ主要作用于顆粒的動摩擦階段,且位移場的范圍與μ的影響范圍高度一致。

圖8 試樣顆粒不同摩擦系數μ下的CBR值與CBR試驗曲線

圖9展示了不同μ下相應的力鏈變化情況。由圖9(a)可見,μ與接觸力最大值之間近似線性相關,與μ-CBR值關系基本一致。當μ<1.0時,接觸力最小值隨μ的增大逐漸減小,即隨μ的增大會使得力鏈影響范圍變小。具體而言:隨著μ的增大,相對位移量因顆粒運動耗能增多導致其動能減少而相應減小。另外,顆粒位移場范圍和梯度值與最小值之間具有高度關聯性,當μ>1.0時,顆粒位移場范圍和梯度值隨接觸力最小值的增加而增大。但球形顆粒間的接觸面積不大,故顆粒動摩擦所消耗的能量較小,在一定范圍外顆粒位移場發展受μ的影響程度降低。圖9(b)顯示,隨著μ的增大,接觸數及其變化速率呈現先下降后上升的趨勢,這與上述μ與顆粒位移場范圍和梯度值關系的變化規律一致。

圖9 試樣顆粒不同摩擦系數μ下的力鏈變化情況

4.3 顆粒法向黏結強度Tσ

試樣整體黏性可用法向黏結強度Tσ模擬,令黏結強度比Tσ/Sσ=1,以法向黏結強度Tσ作為自變量研究其對CBR試驗結果的影響,結果如圖10所示。由圖10(a)可見,Tσ與CBR值呈線性正相關,分析其原因主要是隨著Tσ的增大,小粒徑顆粒黏附形成的黏結基團整體參與到了力鏈網絡之中,在這一過程中,貫入力一方面要對基團個體做功,另一方面基團內部的變形及破裂也將消耗部分動能,Tσ對CBR值有較大影響。由圖10(b)可以看出,隨著貫入壓力的增大,不同Tσ對應的CBR曲線均呈線性增長,即試驗全過程受恒定黏結作用的影響。

圖10 試樣顆粒不同法向黏結強度Tσ下的CBR值與CBR試驗曲線

圖11為不同法向黏結強度Tσ下試樣力鏈變化情況。分析圖11(a)可知,Tσ與顆粒接觸力最大值正相關,接觸力最大值主要發生在與貫入桿底部接觸的顆粒上,其原因主要是一方面此位置直接受貫入力作用的影響,另一方面此處Tσ增大所導致的接觸力衰減及方向擴散不明顯。接觸力最小值與Tσ之間呈對數曲線狀正相關。在Tσ為400 kPa時接觸力最小值出現突變,推測是因Tσ較大時顆粒黏結基團數量和大小均增加所致,此時大粒徑顆粒形成的骨架中間出現的大孔隙由小顆粒黏附引起。圖11(b)表明,黏結強度Tσ與接觸數呈對數性正相關。當Tσ值較低時,試樣顆粒類似無黏性土呈散體狀態,試樣被壓縮至完全密實。隨著Tσ的增大試樣開始出現黏性,即試樣從無黏性土過渡到黏性土,原來松散顆粒和周邊顆粒間形成接觸鍵。故只要顆粒與黏結基團相互接觸,就會被黏附至該基團。但在同一貫入力下由于接觸始終有限,顆粒接觸數隨著Tσ的提高難以繼續增大。

圖11 試樣顆粒不同法向黏結強度Tσ下的力鏈變化情況

4.4 顆粒黏結強度比Tσ/Sσ

考慮到細觀力學行為上切向黏結強度Sσ與法向黏結強度Tσ的差異,為更充分地探討黏結強度對CBR試驗結果的影響,將黏結強度比Tσ/Sσ分為Sσ不變與Tσ不變兩組進行CBR模擬試驗。

固定切向黏結強度Sσ不變,僅改變法向黏結強度Tσ,不同Tσ/Sσ的CBR試驗結果如圖12所示。圖12(a)中Tσ/Sσ與CBR值的關系可擬合為一對數曲線,當Tσ/Sσ<2時,CBR值隨Tσ的增大而增大的速率較快;當Tσ/Sσ>2時,CBR值的增速逐漸放緩。由圖12(b)中不同Tσ/Sσ值對應的CBR曲線可見,各曲線在貫入量較小的試驗初期有一重疊段,表明試樣顆粒在此階段發生壓實擠密,產生了顆粒法向壓實以及接觸鍵切向靜摩擦。當貫入量達到4 mm時,受切向指標如ks、Sσ等的影響各曲線均呈現為“臺階”狀。

圖12 試樣顆粒不同黏結強度比Tσ/Sσ的CBR試驗結果(Sσ不變)

同樣固定切向黏結強度Sσ不變,僅改變法向黏結強度Tσ,討論不同Tσ/Sσ下試樣力鏈變化情況,如圖13所示。由圖13(a)中Tσ/Sσ-顆粒接觸力最值關系曲線可以看出,當Tσ/Sσ<4時,接觸力最大值與Tσ呈正相關,法向拉裂和切向剪斷為顆粒接觸鍵的主要破壞形式,Tσ持續增大使得法向拉裂不斷減少,即兩者呈負相關;當Tσ/Sσ>4后,可能發生法向拉裂的概率降至最低,因而法向拉裂無法隨Tσ的增大而繼續減小,此時顆粒接觸鍵主要是切向剪斷破壞。由圖13(b)中Tσ/Sσ-顆粒接觸數關系曲線可以看出,接觸數隨Tσ的變化與Tσ/Sσ呈對數性正相關,當Tσ/Sσ<2時,隨Tσ的增大接觸數的增長速度較快,故在此范圍內,Tσ的增大在接觸力場范圍及強度增長上具有積極作用,Tσ接近零時,由于顆粒松散相互接觸少,接觸數也相應減少;當Tσ/Sσ>2時,隨Tσ的增大接觸數增速放緩,主要是受顆粒表面黏附性增強導致顆粒形成黏結基團的影響。結合圖13(a)中顆粒接觸力最小值與Tσ之間無明顯相關性,認為顆粒接觸力場對Tσ的調節作用不敏感。

圖13 試樣顆粒不同黏結強度比Tσ/Sσ下的力鏈變化情況(Sσ不變)

固定法向黏結強度Tσ不變,僅改變切向黏結強度Sσ,不同Tσ/Sσ的CBR試驗結果如圖14所示。由圖14(a)可知,隨Sσ的增大CBR值及其變化速率均在增大。將圖14(b)與圖12(b)對比可以看出,調整Sσ所得CBR曲線具有更顯著的離散性。通過對比Tσ與Sσ兩指標對CBR值的影響,可以推斷切向指標在試樣力學反饋中占主導地位,另根據兩者對CBR值影響幅度的差異,判定Tσ、Sσ在顆粒接觸鍵破壞中起的阻礙作用之比大致為1∶3。

圖14 試樣顆粒不同黏結強度比Tσ/Sσ的CBR試驗結果(Tσ不變)

同樣固定法向黏結強度Tσ不變,僅改變切向黏結強度Sσ,討論不同Tσ/Sσ下試樣力鏈變化情況,如圖15所示。由圖15(a)可見,取Sσ為自變量時,其顆粒接觸力最值的變化趨勢與CBR值的變化趨勢類似,表明Sσ對顆粒接觸力場的性質影響很大。當Tσ/Sσ<2時,Sσ減小接觸力最值也隨之減小,表明Sσ較大使得顆粒可承受的法向力較大,對接觸鍵的穩定有利;當Tσ/Sσ>2時,接觸力最值隨Sσ的減小變化平緩,表明散體狀態顆粒接觸鍵易出現切向破壞,其原因是此時顆粒間的黏性有法向黏結而缺乏切向黏結。由圖15(b)中Tσ/Sσ-顆粒接觸數關系曲線可以看出,當Tσ/Sσ<1時,顆粒接觸數變化不明顯,即在此范圍內,無法通過調節Sσ顯著改變接觸力場。Sσ較大時,切向破壞不易發生,而法向拉裂又必須在有合適空隙時才可能發生,其比切向破壞的發生概率低;當Tσ/Sσ>1時,Tσ/Sσ與接觸數為負相關性,隨著Sσ的降低,試樣顆粒散體化程度提高,表明試樣的黏附性與塑性可由法向與切向黏結強度表征,具體為黏附性主要受Tσ影響,接觸鍵切向塑性由Sσ體現。

圖15 試樣顆粒不同黏結強度比Tσ/Sσ下的力鏈變化情況(Tσ不變)

5 討 論

本文借助PFC3D對隧道棄渣制級配碎石進行CBR試驗模擬,貫入過程中試樣力鏈網絡的發展與位移場的形成及擴大同步,且隨著貫入量的增加,單位壓力增加速率由快轉慢,這與蔣應軍等[26]模擬CBR試驗過程中得出的貫入量與貫入力的關系曲線具有較好一致性。本研究表明,接觸力鏈自試樣底部開始發展且初期需經歷一壓實階段,隨著貫入桿的深入,試樣整體性不斷加強,底部逐漸形成圓錐狀壓實體,壓實體不僅能分散豎向接觸力,還能作用于接觸力場的側向發展,這與任皎龍[15]對安康瀛湖石灰巖碎石CBR數值模擬得出的發展規律基本一致。在細觀力學參數與CBR值關聯性分析方面,得出了顆粒摩擦系數μ與CBR值呈線性正相關,與彭安平等[22]研究得出的顆粒間摩擦系數的增加能夠明顯提高其抗壓能力的結論一致。對于顆粒剛度比kn/ks對CBR值及CBR曲線影響的研究方面,本文研究結果表明,不同剛度比kn/ks對CBR值及CBR曲線均影響不大,彭安平等[22]研究認為剛度比對CBR曲線無明顯影響,但對CBR值會略有影響,分析這一差異可能是所用級配碎石種類不同所致。關于級配碎石法向黏結強度Tσ、切向黏結強度Sσ以及黏結強度比Tσ/Sσ對CBR試驗結果的影響方面,目前還缺乏相關研究,本文通過模擬認為,顆粒黏結強度Tσ與CBR值呈線性正相關,且依據黏結強度比Tσ/Sσ得出切向黏結強度Sσ對CBR值的影響較大。

受計算機計算效率所限,本研究設定CBR試驗模擬時的最小顆粒粒徑為2.0 mm,忽略了更小粒徑顆粒對試驗的影響,且未考慮顆粒破碎對整體顆粒級配的影響。在今后的研究中可通過改進離散元算法實現更小粒徑顆粒的設定,并利用剛性簇及柔性簇對其進行模擬研究,使CBR試驗的模擬結果更為精準,能夠更好地反映級配碎石顆粒細觀力學參數對CBR試驗的影響。

6 結 論

本文用離散元方法對CBR試驗進行模擬,研究CBR試驗全過程中級配碎石顆粒的運動軌跡并討論其受力情況,與力鏈模型結合分析其接觸力的傳遞,由此確定線性接觸鍵模型中kn/ks、μ、Tσ、Sσ等顆粒細觀參數對CBR試驗結果的作用機理。得出的主要結論如下:

(1)對CBR試驗中接觸力鏈與位移場的形成過程分析可以得出:接觸力鏈形成自貫入桿處的顆粒間并不斷發展,其力鏈網絡以橄欖球狀豎向發展;隨貫入的深入,試樣底部會出現圓錐狀壓實體,且其整體性會因顆粒密度增大、邊界條件受限而持續提高。

(2)通過改變顆粒剛度比kn/ks、摩擦系數μ以及黏結強度Tσ(設定Tσ/Sσ=1)觀察其對CBR試驗影響發現:不同顆粒剛度比kn/ks對應的CBR曲線及CBR值均變化不大,無顯著影響;摩擦系數μ與CBR值呈線性正相關,且隨μ的增大,接觸力場范圍先減后增;顆粒黏結強度Tσ與CBR值呈線性正相關,即試樣從無黏性到黏性過程中接觸力場范圍及梯度大小相應增大。

(3)不同黏結強度比Tσ/Sσ的CBR試驗分為切向黏結強度Sσ不變與法向黏結強度Tσ不變兩組,借助黏結強度比Tσ/Sσ,對比切向與法向黏結強度對CBR試驗結果的影響得出:切向黏結強度Sσ對CBR值影響較大,切向黏結強度Sσ主確定接觸鍵切向塑性,法向黏結強度Tσ主控制其表面法向黏附性。