为探究冻土与结构接触面的力学行为,使用研制的冻土与结构接触面直剪仪DDJ-1,系统研究循环剪切下人工冻黏土与结构接触面异向性力学特性的基本规律和主要影响因素。实验结果表明:(1)循环剪切过程中在同一剪切循环内,剪应力-相对剪切位移关系和相对法向位移-相对剪切位移变化规律,在剪切作用的正反2个方向上存在着明显的差异,即接触面异向性,接触面异向性分为接触面剪应力异向性和法向位移异向性;(2)接触面异向性随粗糙度增大而增加,但当粗糙度增大到一定值后,对其影响程度减弱。剪应力接触面异向性随法向应力的增大先增大后减弱,而相对法向位移异向性则随着法向应力的增大呈衰减性增大。接触面异向性随循环次数增加而减小;(3)接触面异向性受法向荷载和粗糙度影响,其发挥程度与初次剪切方向和冻土特性有关。研究结果对冻土盾构法施工具有重要参考价值。

为探究冻土与结构接触面的力学行为,使用研制的冻土与结构接触面直剪仪DDJ-1,系统研究循环剪切下人工冻黏土与结构接触面异向性力学特性的基本规律和主要影响因素。实验结果表明:(1)循环剪切过程中在同一剪切循环内,剪应力-相对剪切位移关系和相对法向位移-相对剪切位移变化规律,在剪切作用的正反2个方向上存在着明显的差异,即接触面异向性,接触面异向性分为接触面剪应力异向性和法向位移异向性;(2)接触面异向性随粗糙度增大而增加,但当粗糙度增大到一定值后,对其影响程度减弱。剪应力接触面异向性随法向应力的增大先增大后减弱,而相对法向位移异向性则随着法向应力的增大呈衰减性增大。接触面异向性随循环次数增加而减小;(3)接触面异向性受法向荷载和粗糙度影响,其发挥程度与初次剪切方向和冻土特性有关。研究结果对冻土盾构法施工具有重要参考价值。

为探究冻土与结构接触面的力学行为,使用研制的冻土与结构接触面直剪仪DDJ-1,系统研究循环剪切下人工冻黏土与结构接触面异向性力学特性的基本规律和主要影响因素。实验结果表明:(1)循环剪切过程中在同一剪切循环内,剪应力-相对剪切位移关系和相对法向位移-相对剪切位移变化规律,在剪切作用的正反2个方向上存在着明显的差异,即接触面异向性,接触面异向性分为接触面剪应力异向性和法向位移异向性;(2)接触面异向性随粗糙度增大而增加,但当粗糙度增大到一定值后,对其影响程度减弱。剪应力接触面异向性随法向应力的增大先增大后减弱,而相对法向位移异向性则随着法向应力的增大呈衰减性增大。接触面异向性随循环次数增加而减小;(3)接触面异向性受法向荷载和粗糙度影响,其发挥程度与初次剪切方向和冻土特性有关。研究结果对冻土盾构法施工具有重要参考价值。

在天然冻土区和人工冻土工程中存在着大量冻土与结构物接触面问题,而目前尚无有关此类接触面剪切行为的试验研究手段。为此,研制了大型多功能冻土–结构接触面循环直剪系统DDJ—1,该系统性能优异:能实现0～-20℃范围内对接触面温度的精确控制;能精确施加常刚度、常位移、零法向应力和常应力4种法向边界条件;能够模拟多种粗糙度的接触面实现循环和单调两种剪切形式;能够观测接触带的破坏状态和厚度,同时可以测量接触带土体内部的剪切位移;应力施加、位移控制和温度调节精准。试验结果表明:该系统能准确地再现冻土与结构接触面的力学行为、变形行为,可为系统开展冻土–结构接触面的研究提供试验基础和重要思路。