砂泥岩配合比对钢-土界面剪切特性影响的试验研究.pdf

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1、第14卷第l7期2014年6月科学技术与工程Vo1．14No．17Jun．20141671—1815f2014)17—0272-05ScienceTechnologyandEngineering⑥2014Sci．Tech．Ertgrg．砂泥岩配合比对钢．土界面剪切特性影响的试验研究卢孝志梁越邱珍锋(重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心，水利水运工程教育部重点实验室，河海学院，重庆400074)摘要通过控制试样级配、含水率及密实度，研究不同砂泥岩配合比对钢·土接触界面剪切特性的影响。试验设计砂泥岩配合比分别为0：10、2

2、：8、4：6、6：4、8：2-,10：0，在法向应力分别为100kPa、200kPa、300kPa、400kPa条件下观测不同砂泥岩配合比试样的水平位移和竖向位移的变化情况。通过引入含泥量m及摩尔一库伦准则，分析不同含泥量条件下，剪应力与水平位移的关系、抗剪强度以及水平位移与法向位移的关系，得出剪应力随水平位移的增加而增大并趋于稳定，且变化过程主要分为三个阶段：弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段；钢．土接触界面的抗剪强度符合摩尔．库伦准则，通过摩尔-库伦准则反算出内摩擦角和界面黏结力，发现随着含泥量逐渐增大，黏结力呈线性增大而内摩擦

3、角呈抛物线递减；法向位移随着含泥量的增加而增大。关键词钢．土接触界面剪切特性砂泥岩配合比中图法分类号Tu411．7；文献标志码B随着内河航运的快速发展，为满足西部山区河剪切特性的影响至关重要。流码头建设需要，在复杂水文地质条件下，钢护筒嵌1试验设计岩桩基础形式已被成功采用。考虑到桩基承载力主要由桩端承载力和桩的侧摩阻力提供，故对于钢护1．1试验材料筒嵌岩桩桩侧摩阻力的研究便是对桩基承载力问题试验材料泥岩弱风化、呈紫红色；砂岩弱风化，的研究。张嘎等人通过自制循环加载剪切仪研究粗呈浅灰色，层理清晰、表面没有明显的裂纹，具体参粒土与

4、接触面一系列问题_l；顾成权、孙艳通过数见表1。同一试样中砂泥岩配合比由砂泥岩质量改变土体含水量、黏粒含量及压实度等参数，分析土比控制，本文选定砂岩、泥岩颗粒级配相同，如图1。体内聚力的变化情况，得出土体内聚力随含水量和其中不均匀系数和曲率系数均在合理范围内，级配黏粒含量比值的增大而减小，并给出土体内聚力的良好。变化方程。龙玉明¨。。通过对不同含水率、孔隙比、表1砂岩、泥岩的物理指标不同砂含量的压实黏性土进行抗剪试验，研究含水Table1Physicalindexofmudstoneandsandstone率、孔隙比、含砂量对

5、抗剪强度指标c、值的影响情况，得出含砂量对于黏结力C和内摩擦角均有影响，且黏结力和内摩擦角均随含砂量的增大而减小。重庆地区泥岩、砂岩分布广泛且大部分呈砂泥岩互层形式，开采出来的砂泥岩混合料往往用于施1．2试验仪器工回填，且砂泥岩混合料性质与中西部常见的砂性、试验仪器在现有土壤直剪仪上进行改进而得黏性土区别较大，故研究砂泥岩配合比对钢土界面到，具体改进如下：在下剪切盒上放置钢板，钢板各边边长与下盒断面边长相同，厚度3mm，且在钢板2013年11月22日收到“十二五”国家科技支撑计划课题(2011BAB09B01)、国家自然科学基

6、金(51349007)、上进行人工钻孔，孔位置与下剪切盒孔位置重合，并重庆市教委科学技术研究项目(KJ130412)、重庆市基础通过销钉将钢板固定于下剪切盒上，且销钉高度与与前沿研究计划项目(c~c2013jcyja3ooo6)、岩士力学与钢板面平齐，使得钢板在水平方向上与下剪切盒无堤坝工程教育部重点实验室开放研究基金(GH201303)、相对位移，具体见图2。重庆交通大学研究生教育创新基金项目(20130115)资助2．3试验设计第一作者简介：卢孝志(199O一)，男，汉族，江苏南京人，硕士研究生。研究方向：岩土工程。E—m

7、ail：luxiaozhi1@126．corn。本文设计进行快剪试验，转速为12r／min，1rl7期卢孝志，等：砂泥岩配合比对钢．土界面剪切特性影响的试验研究下，—A曲线趋势基本吻合。剪切过程主要由三个阶段构成：①弹性阶段，剪应力随水平位移的增加逐渐增大，在此阶段中，剪应力成长约为总剪应力的90％；②塑性阶段，在此阶段剪应力随水平位移的增大几乎不增加，这一阶段主要发生于砂泥岩配合比10：0和8：2的试样中；③破坏阶段，剪应力随水平位移的增加缓慢增加，并逐渐趋于稳定不再增加，钢一土接触界面发生破坏。图2中在弹性阶段，砂泥岩粒径

8、／mm配合比0：10、2：8的r．A曲线位于曲线组上部，即泥岩含量越多其剪应力随水平位移的增加而增长越图1颗粒级配曲线快；在破坏阶段，砂泥岩配合比10：0、8：2、6：4的丁．AFig．1Particlesizedistribution曲线位于曲线组上部，即砂岩含量越多，剪应