剪切速率对土的抗剪强度有何影响

如题所述

剪切速率对土的抗剪强度有何影响如下:

通过自行研制的大型恒刚度桩土界面直剪仪,进行6种剪切速率的黏性土混凝土界面剪切试验,探讨剪切速率对黏性土混凝土界面抗剪强度的影响规律。

结果表明:在黏性土混凝土界面,超孔隙水压力随着剪切速率的提高而增大;法向应力和剪切速率通过影响超孔隙水压力大小,决定黏性土混凝土界面剪切峰值强度和剪切破坏位移的大小;

剪应力剪切位移关系曲线由基本一致变化到一定范围内产生偏离,且法向应力和剪切速率越大偏离越显著,并出现明显的应变软化现象;

剪切速率从0.4 mm/min增加至5.0 mm/min,黏性土混凝土界面抗剪强度减小幅度增大,摩擦系数减小0.1,有效黏着力的变化介于0.81~5.93 kPa之间。

预制桩沉桩过程中,桩侧阻力大小是通过桩身材料和桩周土体相互作用发挥出来的。

因此,桩-土界面的力学特性直接决定着预制桩的沉桩阻力,是预制桩沉桩过程的最关键技术指标,同时,受到很多因素的影响。界面剪切试验是研究土与混凝土结构物接触面受力变形规律的常用方法。

受到土的种类及试验条件的影响,土与混凝土接触面的剪切机制非常复杂。这些影响因素包括土的类别及物理状态、界面粗糙度、应力历史及大小、剪切速率等。

关于这一课题,虽然目前已取得了众多的研究成果,但对其中的主要影响因素仍没有得到一致的结论,原因是试验材料、试验条件及试验方法的不同。

土的种类对界面剪切特性的影响非常显著。众多学者研究了土体与混凝土界面的相互作用特性,土的种类包括砂土、粗粒土和黏性土。张嘎等、张治军等、彭凯等、朱俊高等还研究了泥皮的存在对界面力学特性和作用机制的影响。

关于界面剪切强度受剪切速率的影响,孙涛等对超固结黏土在3种不同剪切速率下进行环剪试验,分析表明,剪切速率在1 cm/s时残余强度几乎与剪切速率在0.01 cm/s和0.1 cm/s一样。黄文熙认为在低法向应力下,干砂的抗剪强度受剪切速率影响可以忽略不计。

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