混凝土-海洋黏土界面剪切试验与数值模拟

为研究海洋桩基与附近土体的界面力学特性,进行了不同法向应力、土体含水率与压缩度下的混凝土-海洋黏土界面剪切试验,并通过PFC^(2D)离散元方法分析了海洋桩基附近土体剪切带随时间的变化情况。结果表明:压缩量-法向应力曲线符合“双曲线”关系。土体的压缩度随含水率、法向应力的增大而增大,在达到相同的压缩度下,含水率越高或受法向应力越大的土体所用的压缩时间越短。峰值剪切应力随法向应力、压缩度的增大而增大,随含水率的增大而减小。降低土体压缩度或调整土体含水率至塑限附近可提高界面抗剪强度。含水率、法向应力越大,土体的剪缩特性越明显;压缩度越大,土体的剪胀特性越明显。土体剪切带面积随剪切时间先急剧增加,后逐渐减小至稳定值1.13 cm 2左右。压缩度越大,土体剪切带面积越大,但达到峰值剪切带面积所用时间基本相同。含水率越低,土体剪切带面积越大,峰值剪切带面积与剪切时间成正比例。

含水率和压缩时间对钢-黏土界面剪切特性的影响研究

研究结构物与土体界面剪切特性对桩基承载力及稳定性具有重要工程意义。采用改进的直剪仪,考虑土体含水率和压缩时间两种因素,进行了钢与低液限黏土间的界面剪切试验,分析了界面剪切应力-剪切位移关系和界面剪切强度指标。结果表明:界面剪切应力-剪切位移关系可用双曲线模型表示,试验峰值剪切应力和模型峰值剪切应力均随法向应力和压缩时间的增大而增加,随含水率的增大先增加后减小,破坏比Rf集中在0.851~0.960范围内,初始剪切刚度集中在19.96~131.58之间。黏聚力和界面摩擦角均随含水率的增大呈现出先增加后减小的趋势,在最佳含水率附近最大,界面黏聚力和界面摩擦角与压缩时间呈正比例关系。