为研究冻土与混凝土接触 面的力学 性质 ，利 用土 工粗颗 粒土 直剪试 验 系统进行 一 系列接触 面直 剪试 验。试 验得 出的平均剪应力一水平位移 曲线 和垂 直位移一水平 位移 曲线 均表 现 出明显的分段 特征 。通 过不 同参 数的对 比试验 ，总结垂 直压 力、温度 、含水 量对接触面抗剪强 度的影 响，给 出拟合 的经验公式 。提 出接触 面峰值 抗剪强度和残余抗剪强度 的原理 ，来 解释选用不同参数时试验 曲线 的变化 。 关键词 ：冻 土与混凝 土接 触面 ；力 学特性 ；抗剪强度 中图 分 类 号 ：TU411．7 文 献标 志 码 ：A doi：10．3969／j．issn．1。01-8360．2015．02．016 An ExperimentalStudy on DirectShearTestsofFrozen Soil-concreteInterface LU Peng，LIU Jian—kun (SchoolofCivilEngneering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China) Abstract：In order to study the m echaniealbehaviorof frozen soil—concrete interface， a series ofdirect shear testswereconducted on the large scale tem perature—controlled direct shearapparatus forcoarse grained soil． Thesamefeaturescan befound both on the average shearstress——sheardisplacementf-u and verticaldisplace— m ent-sheardisplacem entv一“ curves． Through com parisontestswith differentfactors， theinfluenceofvertical pressure， tem peratureand watercontenton the shearstrength ofinterface was summarized． Fitted em pirical equationsbetween factorsand shearstrength werepresented． A theory regarding thepeak shearstrength and residualshearstrength oftheinterface wasproposed to explain the curvechangesin thetestswhen different factorswere applied． Keywords：frozen soil—concreteinterface； mechanicalbehavior； shearstrength 土 与混凝 土构 筑物 的 接触 面广泛 存在 于各 种工 程 结构 中。对 于铁路 工 程 ，土 与 混 凝 土接 触 面 的力 学 特 性对 其 沿线支 挡 、排水 等 结 构 的稳 定性 和服 役 性 能 有 重要 影 响 。随着 我 国冻 土 地 区 高 速铁 路 的建 设 ，有 关 冻 土 的工程 问题 越来 越 多 地 显 现 出来 ，冻 土混 凝 土 接 触 面 的动 、静 力特 性成 为一 项重 要 的基础 性研 究工 作 。 关 于 常温 土与混 凝 土接 触 面 力 学 特性 的试 验 ，国 内外 已有较 多 的研究 成 果 。CLOUGH 等口 较 早 进行 了土 与混凝 土接 触 面的 直剪 试 验 ，并 根 据 试 验 结 果建 立 了 剪应力 和 切 向位 移 的双 曲线 模 型 。BOuLON 等 [2依 收 稿 日期 ：2014—03—25：修 回 日期 ：2014—09—17 基金项 目：国 家 自然 科 学 基 金 (41171064)；国 家 基 础 研 究 计 划 (2012CBO26104) 作者简 介 ：吕 鹏(1985一)，男 ，江苏淮安人 ，博 士研究 生。 E—mail：11115312@ hjtu．edu．cn 据 剪应 力 和位 移 关 系 曲线 ，提 出 了 弹塑 性 模 型 。DE— SAI等_3]进 行 了大量 砂土 与结构 接触 面 的直 剪和 单 剪 试 验 ，分 析 了其 主 要 影 响 因素 。殷 宗泽 等_4通 过 微 型 潜 望镜 装置 观测 了直剪 过 程 中不 同位 置 的位 移 变 化 ， 强调 了 f-u 曲线 实 际上 是 剪 切 破 坏 面 扩 展 过 程 的 体 现 ，并 由此 提 出 了 刚塑性 模 型 。张嘎 等 使 用不 同粗 糙度 的钢 板替 代混 凝 土进 行 单 剪 试 验 ，研 究 了不 同条 件下 土颗 粒 的运动 规律及 其影 响 因素 。 以上研 究 均是 在 常温 条 件 下 进 行 的 ，对 于 负温 条 件下 冻 土与混 凝 土接 触 面 的力 学 行 为 ，已有 的研 究 主 要是 针对 冻土 桩基 ，进行 桩一土 相互 作 用 的模 型试 验 和 数值 计算 。关 于冻 土与 混凝 土接 触 面 的直 剪或单 剪试 验研 究 ，崔颖 辉 、吕鹏 等_6 研 制 了 一套 冻 土 动 力 直 剪

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