土石混合体-基岩接触面是下伏基岩堆积体边坡稳定性的主要控制面,基覆面形态特征是重要的设计内容。为此,开展了不同基覆面形态参数条件下接触面室内大型直剪试验,研究了基覆面形态参数对接触面剪切力学特性的影响,探讨了接触面土石颗...土石混合体-基岩接触面是下伏基岩堆积体边坡稳定性的主要控制面,基覆面形态特征是重要的设计内容。为此,开展了不同基覆面形态参数条件下接触面室内大型直剪试验,研究了基覆面形态参数对接触面剪切力学特性的影响,探讨了接触面土石颗粒运动概化模式,建立了接触面剪切简化的复合幂-指数模型(composite power exponential model,CPE模型)。结果表明:随着粗糙度的增加,接触面抗剪强度不断增大,表观内摩擦角和表观黏聚力分别呈非线性上凸增长和似线性增长趋势,随着锯齿高度的增加,接触面抗剪强度先增大后减小,增加锯齿高度对表观黏聚力的影响较为明显;接触面剪应力-剪切相对位移关系曲线基本呈弱硬化型,土石颗粒骨架密实度随粗糙度的增大而减小,但随锯齿高度的增大呈先增大后减小,接触面土石颗粒运动主要表现为咬合、翻转和滑移,较高法向应力时会发生颗粒破碎和基岩尖端剪切破坏;模型参数k、b和n与无量纲化法向应力σ_(n)/Pa存在线性关系(σ_(n)为法向应力,P_(a)为标准大气压),拟合系数α_(i)(i=1,2)不受基覆面形态参数的影响,拟合系数βi和i分别与粗糙度R和锯齿高度D存在线性关系;简化CPE模型能够很好地模拟出不同基覆面形态参数条件下土石混合体-基岩接触面剪切变形全过程,模型适用性良好,参数的确定方法合理且可行。展开更多
文摘土石混合体-基岩接触面是下伏基岩堆积体边坡稳定性的主要控制面,基覆面形态特征是重要的设计内容。为此,开展了不同基覆面形态参数条件下接触面室内大型直剪试验,研究了基覆面形态参数对接触面剪切力学特性的影响,探讨了接触面土石颗粒运动概化模式,建立了接触面剪切简化的复合幂-指数模型(composite power exponential model,CPE模型)。结果表明:随着粗糙度的增加,接触面抗剪强度不断增大,表观内摩擦角和表观黏聚力分别呈非线性上凸增长和似线性增长趋势,随着锯齿高度的增加,接触面抗剪强度先增大后减小,增加锯齿高度对表观黏聚力的影响较为明显;接触面剪应力-剪切相对位移关系曲线基本呈弱硬化型,土石颗粒骨架密实度随粗糙度的增大而减小,但随锯齿高度的增大呈先增大后减小,接触面土石颗粒运动主要表现为咬合、翻转和滑移,较高法向应力时会发生颗粒破碎和基岩尖端剪切破坏;模型参数k、b和n与无量纲化法向应力σ_(n)/Pa存在线性关系(σ_(n)为法向应力,P_(a)为标准大气压),拟合系数α_(i)(i=1,2)不受基覆面形态参数的影响,拟合系数βi和i分别与粗糙度R和锯齿高度D存在线性关系;简化CPE模型能够很好地模拟出不同基覆面形态参数条件下土石混合体-基岩接触面剪切变形全过程,模型适用性良好,参数的确定方法合理且可行。
