›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (S1): 53-60.doi: 10.16285/j.rsm.2017.S1.006

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于应力集中系数的抗剪强度取值方法及其应用研究

刘世伟1,2，盛 谦1,3，龚彦峰2，冷先伦1，陈子婧4，李建贺1   

  1. 1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室，湖北 武汉 430071；2. 铁四院 水下隧道技术湖北省工程实验室，湖北 武汉 430063；3. 中国科学院大学, 北京 100049；4. 南昌大学 建筑工程学院，江西 南昌 330031
  • 收稿日期:2017-02-23 出版日期:2017-06-22 发布日期:2018-06-05
  • 作者简介:刘世伟，男，1989年生，博士研究生，从事隧道开挖与地下水渗流稳定性方面的研究
  • 基金资助:

    NSFC-云南联合基金重点支持项目（No. U1402231）；国家重点基础研究发展计划(973)项目（No. 2015CB057905）；国家自然科学基金面上项目（No. 51279202）。

A method for determinating shear strength using shear stress concentration factor and its engineering application

LIU Shi-wei1,2, SHENG Qian1,3, GONG Yan-feng2, LENG Xian-lun1, CHEN Zi-jing4, LI Jian-he1   

  1. 1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei, 430071, China; 2. China Railway Siyuan Survey and Design Group Co., Ltd, Hubei Provincial Engineering Laboratory for Underwater Tunnel., Wuhan, Hubei, 430063, China; 3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 4. School of Civil Engineering and Architecture, Nanchang University，Nanchang，jiangxi 330031，China
  • Received:2017-02-23 Online:2017-06-22 Published:2018-06-05
  • Supported by:

    This work was supported by the NSFC-United Fund Key Support Project of Yunnan(U1402231) , the National Program on Key Basic Research Project of China(973 Program) (2015CB057905), and the National Natural Science Foundation of China(51279202).

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摘要： 通过对直剪试件剪切面内应力集中系数分布规律的研究，结合剪应力–剪切位移变化曲线的分析，提出一种采用应力集中系数进行土体抗剪强度取值的方法。以武汉地铁六号线某区间段角砾黏土地层为研究对象，进行室内大型直剪试验，得出角砾黏土的抗剪强度参数随含石量的变化规律，与规程方法进行对比分析，探讨文中方法的可行性。结果表明，应力集中系数K0一定程度上能够反映直剪时土体剪切承载力的强弱；角砾黏土的黏聚力随着含石量的增加呈近似线性关系，与现有研究成果一致；试验结果位于规程规定合理范围内，说明基于应力集中系数的抗剪强度取值方法可作为研究土体强度特性的有效途径。

关键词: 直剪试验, 界面应力, 抗剪强度, 含石量, 剪应力集中系数

Abstract: This paper proposes a method for determination of shear strength based on stress concentration factor by investigating the distribution regularity of stress concentration factor in the shear plane and analyzing the curves of shear stress-shear displacement. Laboratory large-scale direct shear tests are conducted on the specimens from clay layer with breccia along Wuhan metro line 6. the variations of shear strength parameters of the soil layer with the stone content variation are determined. Through comparing this method with procedures in codes, the feasibility of this method are discussed. The results show that the stress concentration factor K0 partly reflect the shear strength of the soil; the cohesion of clay containing breccia approximately increases linearly with the increase of stone content, which is consistent with the existing research results. This method for shear strength based on stress concentration factor, can be used as an effective way to study soil strength characteristics.

Key words: direct shear test, interfacial stress, shear strength, rock content, shear stress concentration factor

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