土－混凝土接触面剪切破坏模式分析

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1、第12卷第4期铁道科学与工程学报Volume12Number42015年8月JournalofRailwayScienceandEngineeringAugust2015土一混凝土接触面剪切破坏模式分析石熊，张家生，刘蓓，成浩，陈乐求(1．中南大学土木工程学院，湖南长沙410075；2．中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京102600；3．湖南理工学院土木建筑工程学院，湖南岳阳414006)摘要：通过对红黏土与混凝土结构进行大型直剪实验，对其剪切过程进行数值模拟，分析了红黏土与混凝土结构接触面的破坏形式。试验结果表明：剪应力一剪位移曲线表现为折线型

2、和双曲线型，分别对应于接触面在剪切过程中存在的滑移破坏和弹塑性破坏2种不同形式，随着混凝土表面粗糙度的增大，接触面的剪切破坏由滑移破坏逐渐向在土体内部形成剪切滑动带的破坏过渡。数值分析结果表明：法向应力较小时，剪切破坏形式主要表现为滑移破坏；随着法向应力的增加，逐渐转变为向土体内部形成剪切滑动带的破坏；并且在相同法向应力作用下，随着接触面粗糙度的增加，土体内部形成的剪切滑动带的厚度增加。关键词：红黏土；接触面；粗糙度；大型直剪试验；数值模拟中图分类号：TU44文献标志码：A文章编号：1672—7029(2015)04—0790—05Analysis

3、ofshearfailuremodeforclay——concreteinterfaceSHIXiong，ZHANGJiasheng，LIUBei，CHENGHao，CHENLeqiu’(1．SchoolofCivilEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410075，China；2．ChinaRailwayFifthSurveyandDesignInstituteGroupCo．，Ltd，Beijing102600，China；DepartmentofConstruction＆Engineering

4、．HunanInstituteofScienceandTechnology，Yueyang414006，China)Abstract：Theshearfailuremodesforclay—concreteinterfacewereanalyzedbylargeSCaledirectsheartestandnumericalsimulation．Thetestresultsshowthattheshapesofshearstress—sheardisplacementcurvesarebrokenlineorhyperbolicline，respe

5、ctively．Correspondingtoslidingfailureorelastoplasticfailureoftheinterfaceintwodifferentformsduringshearing，itisfoundthatwiththeincreaseoftheroughnessofconcretesurface，theslidingfailuregraduallytransitstothefailureformedshearslidezoneinthesoil．Thenumericalresultsrevealthatthesh

6、earfailuremodeofcontactsurfaceismainlyslidingfailurewhennorinalstressiSlOW．Withtheincreasingnor-malstress．theshearfailuremodeisthefailureinthesoil．Thethicknessofshearslipbandsformedinthesoilbecomesbiggerwhenroughnessofcontactsurfaceincreases．keywords：redclay；interface；roughnes

7、s；largescaledirectsheartest；numericalsimulation土体与混凝土结构间的相互作用问题一直是挡土墙的接触面问题等。土体和混凝土的力岩土工程界研究的重要课题。近年来，随着大学性能差异很大，在外部荷载的作用下，二者的受型工业与民用建筑建设的发展，土体与}昆凝土结构力和变形的差异性也很大，在接触面上会产生较大接触面的问题越来越突出J，对其问题的研究显的力，能够明确接触面上的受力特性和变形机理以得尤为迫切。土体与混凝土结构接触面的问题涉及剪切破坏形式，并进行合理的计算，对土体与混及到土力学中的各个方面，如土体与混凝土

8、桩的接凝土结构接触面有关的结构物至关重要。因触面问题、土体与锚杆的接触问题、土体与混凝土此，有必要对接触面的受力特性及其破