岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (9): 2593-2602.doi: 10.16285/j.rsm.2022.1589

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

循环剪切对格栅−土石混合体界面特性的影响

齐添1,孔剑捷2,刘飞禹2   

  1. 1. 广州环保投资集团有限公司,广东 广州 510330;2. 上海大学 力学与工程科学学院,上海 200444
  • 收稿日期:2022-10-13 接受日期:2022-11-21 出版日期:2023-09-11 发布日期:2023-09-02
  • 通讯作者: 刘飞禹,男,1976年生,博士,教授,博士生导师,主要从事地基处理和土动力学方面的研究。E-mail: lfyzju@shu.edu.cn E-mail:zjuqitian@126.com
  • 作者简介:齐添,男,1981年生,博士,教授级高级工程师,主要从事岩土工程、环保工程等方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(No.52078285)。

Effect of cyclic shear on interface characteristics of geogrid-soil-gravel mixture

QI Tian1, KONG Jian-jie2, LIU Fei-yu2   

  1. 1. Guangzhou Environmental Protection Investment Group Co., Ltd., Guangzhou, Guangdong 510330, China; 2. School of Mechanics and Engineering Science, Shanghai University, Shanghai 200444, China
  • Received:2022-10-13 Accepted:2022-11-21 Online:2023-09-11 Published:2023-09-02
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (52078285).

摘要: 为了研究不同含石量下土石混合体−格栅界面的循环剪切特性,采用循环直剪仪,在不同的竖向应力、剪切位移幅值和剪切频率下进行了单调直剪试验、循环直剪试验和循环后单调直剪试验,探究了5种含石量(0%、25%、50%、75%、100%)、3种剪切位移幅值(1、3、6 mm)和3种剪切频率(0.2、1.0、2.0 Hz)对土石混合体−格栅界面的峰值剪切应力和体变规律的影响。试验结果表明,含石量在0%~75%之间时,随着含石量的增大,土石混合体−格栅界面的循环峰值剪切应力和最大剪切刚度均随之提高,最终竖向位移绝对值和最大阻尼比随之减小;含石量继续增大至100%,土石混合体−格栅界面的最大峰值剪切应力和最大剪切刚度均随之减小,最终竖向位移的绝对值和最大阻尼比随之增大。在同一含石量下,剪切位移幅值和剪切频率越大,界面最大峰值剪切应力和最终竖向位移绝对值也越大。与单调直剪试验相比,循环后单调直剪试验得到的内摩擦角和似黏聚力有所增加,含石量在0%~75%的范围内,内摩擦角和似黏聚力随含石量的增大而线性增加,含石量继续增加至100%,内摩擦角和似黏聚力随之减小。

关键词: 土石混合体, 直剪试验, 含石量, 剪切位移, 剪切频率

Abstract: In order to study the cyclic shear characteristics of soil-rock mixture-geogrid interface under different gravel contents, monotonic direct shear tests, cyclic direct shear tests and post-cyclic monotonic direct shear tests were carried out under different vertical stresses, shear displacement amplitudes and shear frequencies by using cyclic direct shear apparatus. The effects of five gravel contents (0%, 25%, 50%, 75%, 100%), three shear displacement amplitudes (1, 3, 6 mm) and three shear frequencies (0.2, 1.0, 2.0 Hz) on the peak shear stress and volume change of soil-rock mixture-grid interface were investigated. The test results show that when the gravel content is between 0% and 75%, with the increase of gravel content, the cyclic peak shear stress and maximum shear stiffness of the soil-rock mixture-grid interface increase, and the absolute value of final vertical displacement and the maximum damping ratio decrease. When the gravel content continues to increase to 100%, the maximum peak shear stress and maximum shear stiffness of the soil-rock mixture-grid interface decrease, and the absolute value of final vertical displacement and the maximum damping ratio increase. Under the same gravel content, a great shear displacement amplitude and a high shear frequency lead to a high maximum peak shear stress and the absolute value of final vertical displacement of the interface. Compared with the monotonic direct shear test, the internal friction angle and quasi-cohesive force obtained by the monotonic direct shear test after the cycle increase. In the range of 0%−75% gravel content, the interface friction angle and quasi-cohesive force increase linearly with the increase of gravel content. When the gravel content continues to increase to 100%, the interface friction angle and quasi-cohesive force decrease.

Key words: soil-rock mixture, direct shear, gravel content, shear displacement, shear frequency

中图分类号: U416.2
[1] 侯克鹏, 江帆, 张超, 龚晶汉, . 土石混合体−基岩接触面剪切的基覆面形态效应[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 271-284.
[2] 劳国峰, 阳军生, 谢亦朋, 汤冲, 许志鹏, . 基于骨架结构指标的连续级配颗粒土峰值抗剪强度模型研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(8): 2459-2470.
[3] 张佩, 杨承儒, 侯世伟, 杜修力, . 基于内聚力单元的土石混合体细观数值方法[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1620-1631.
[4] 王家全, 吴新彪, 董程锋, 张涛艺, . 基于SmartRock传感技术的含砂道砟直剪试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(4): 1060-1070.
[5] 孙杰豪, 郭保华, 田世轩, 程坦, . 基于声发射特征参数的砂岩节理直剪破坏特征试验研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 167-177.
[6] 张大伟, 李昊泽, 刘飞禹, 冯忞, . 双向循环荷载作用下胶−砂粒径比对橡胶砂剪切特性影响[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 239-247.
[7] 孙杰豪, 郭保华, 程胜锦, 田世轩, 陈岩, . 不同控制方式和卸荷应力路径下类岩石节理剪切强度特征研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(7): 2061-2071.
[8] 袁伟, 李建春, 李星, . 花岗岩冲击剪切力学行为的试验及数值模拟研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(6): 1675-1685.
[9] 叶帅华, 辛亮亮, . 基于桩-土界面剪切特性的单桩沉降和承载问题研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(5): 1457-1471.
[10] 李泽闯, 张昊, 程培峰, 王艳丽, . 含粗粒滑带土剪切带演化及空间展布规律研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(4): 1067-1080.
[11] 黄锋, 米吉龙, 杨永浩, 董广法, 张班, 刘星辰, . 分级动荷载下土石混合体滞回曲线形态特征试验研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(3): 674-684.
[12] 崔新壮, 姜鹏, 王艺霖, 金青, 陈璐, . 高摩阻超静定土工格栅在粗粒土夹层中的剪胀作用研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(1): 141-152.
[13] 孟秋杰, 宋宜祥, 黄达, 马文著, 钟助, 岑夺丰, . 正融冰川碎屑冰冻体剪切强度劣化机制研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(1): 197-212.
[14] 刘飞禹, 张诗珣, 熊勃, . 粗糙度对不同粒径砂-混凝土界面剪切特性影响[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 419-426.
[15] 程光, 范文, 于宁宇, 姜程程, 陶宜权, . 土−石混合体土−水特性和微观结构的相关性研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 365-374.
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