砂-结构接触面直接剪切的物理试验与数值模拟
夏红春1
李永松2
周国庆3
1.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州221008;徐州工程学院土木工程学院,江苏徐州 2210002.中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,四川成都,6100523.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州,221008
摘要：利用DRS-1型超高压直残剪试验系统以及颗粒流软件PFC2D,对砂与地下结构的接触面分别进行了直接剪切物理试验与数值模拟,获得了砂与地下结构接触面力学特性的宏观表象及内在机理.结果表明:砂与地下结构接触面的剪切应力-剪切位移曲线随法向应力的增加,其应变软化特性逐渐减弱而硬化特性逐渐增强.在一定法向应力条件下,随着结构面粗糙程度的增加,应变软化特性增强,且达到峰值剪应力所需要的剪切位移逐渐减小;随着法向应力的增加,结构面粗糙度对接触面力学特性的影响程度降低.在一定的法向应力条件下,对同一结构面,接触面的剪切强度符合摩尔-库伦强度准则;不考虑颗粒破碎时,颗粒的"剪胀"是引起砂-结构接触面剪切强度变化的主要原因之一;当相对粗糙度R较小时,结构面的存在所引起的剪胀量较小,接触面的峰值剪应力较小;随着R增大,颗粒受结构面的约束,引起的剪胀量变大,峰值剪应力增加;当R增大到一定程度时,结构面对颗粒运动的约束作用所引起的试样剪胀量变小,峰值剪应力亦随之降低.
关键词：标准砂结构面直接剪切物理试验数值模拟粗糙度法向应力
分类号：TU43(土力学、地基基础工程)
资助基金：国家自然科学基金(50974117)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金(SKLGDUEK1109)
论文发表日期：2015-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
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