土体内外摩擦及摩擦强度试验研究

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1、第23卷第6期岩石力学与工程学报23(6)：974～9792004年3月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringMarch，2004*土体内外摩擦及摩擦强度试验研究1211汤连生张鹏程王洋杜赢中12(中山大学地球与环境科学学院地球科学系广州510275)(广州市城市规划勘测设计研究院广州510060)摘要分析了摩擦的机理及土的摩擦强度，通过一系列的试验，分析了土体之间及土体与混凝土之间的外摩擦以及土体内摩擦随含水量的变化规律。试验结果表明：(1)影响土体外摩擦的主要因素有土体的颗粒

2、组成、含水量、孔隙水溶液成分的化学性质和垂直接触面的压应力4个因素；(2)土体表观和本征内摩擦系数均随含水量增大而减小，但表观内摩擦系数受含水量的影响比本征内摩擦系数要大；(3)土中粒间吸力(尤其是可变结构吸力)对土体的摩擦影响很大；(4)土体裂隙面的外摩擦强度与土体的内摩擦强度随含水量的变化规律完全不同。土的外摩擦(系数)与土的内摩擦(系数)的区别主要在于：土体的外摩擦(系数)属于表观摩擦(系数)，它包含了与水溶液化学性质及饱和状态相关的广义吸力等各种粘聚力的贡献。而土体的内摩擦(系数)属于本征摩擦(系数)，广义吸力等各种粘

3、聚力主要归入土体抗剪强度的粘聚力。土体抗剪强度组成部分的内摩擦与粘聚力存在关联作用。关键词土力学，内摩擦，外摩擦，摩擦系数，摩擦强度分类号TU411.3文献标识码A文章编号1000-6915(2004)06-0974-06TESTINGSTUDYONINTERNALANDEXTERNALFRICTIONANDFRICTIONALSTRENGTHOFSOILS1211TangLiansheng，ZhangPengchen，WangYang，DuYingzhong1(DepartmentofEarthSciences，SunYat

4、-SenUniversity，Guangzhou510275China)2(GuangzhouUIrbanPlanningDesign&SurveyResearchInstitute，Guangzhou510060China)AbstractFrictionmechanismandfrictionalstrengthofsoilsareanalyzedinthispaper.Throughaseriesofexperiments，theexternalfrictionbetweensoilsorbetweensoilandco

5、ncreteandtheinternalfrictionofsoilsarestudied.Theresultsshowthat(1)theprimaryfactorsinfluencingexternalfrictionofsoilsincludethegraincom-positionofsoils，thewatercontent，thechemicalpropertiesoftheporewaterandtheverticalloadonsoils，(2)theapparentandintrinsicinternalfr

6、ictionfactorsreduceasthewatercontentinsoilsincreases，andtheinfluenceofthewatercontentontheformerislargerthanthatonthelatter，(3)thesuctionsbetweengrains(especiallythevariablestructuresuctions)insoilscanexertatremendousinfluenceonthefrictionofsoils，and(4)theinfluenceo

7、fwatercontentonexternalfrictionstrengthbetweenstructuresurfacesisdifferentfromtheinfluenceoninternalfrictionstrengthofsoils.Thedistinguishbetweeninternalfriction(factors)andexternalfriction(factors)ofsoilismainlythattheformersbelongtoapparentones，comprisingthecontri

8、butionofcoherencessuchasgeneralizedsuctionsthatarerelativetochemicalcharacterofaqueoussolutionandsaturationstate，andthelattersbelongtointr