砂土-钢板界面剪切试验与PFC细观模拟分析.pdfVIP

第４２卷第２期长江科学院院报Ｖｏｌ.４２Ｎｏ.２

２０２５年２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈａｎｇｊｉａｎｇＲｉｖｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＦｅｂ.２０２５

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ｄｏｉ:１０.１１９８８/ｃｋｙｙｂ２０２５ꎬ４２(２):１０７１１４ꎬ１３７

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砂土钢板界面剪切试验与ＰＦＣ细观模拟分析

李永辉ꎬ王海ꎬ牛恒宇ꎬ蒋晓天１１２３

(１.郑州大学土木工程学院ꎬ郑州４５０００１ꎻ２.河南省轨道交通研究院有限公司ꎬ郑州４５００００ꎻ

３.上海城建市政工程(集团)有限公司ꎬ上海２０００６５)

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摘要:针对砂土钢板接触界面ꎬ通过大型界面剪切试验和ＰＦＣ细观模拟ꎬ探究法向应力和界面粗糙度对砂土

钢板接触界面剪切力学特性的影响及内在机理ꎮ结果表明:界面粗糙度增大ꎬ界面摩擦角随之增大ꎬ界面剪切强

度、残余强度提高ꎬ砂土剪缩、剪胀性显著ꎻ法向应力增大ꎬ界面剪切强度、残余强度提高ꎬ砂土剪缩性提升ꎬ剪胀性

降低ꎻ界面剪切过程中砂土颗粒向剪切方向移动聚集ꎬ强接触力链合并ꎬ数量减少ꎬ传力性能提升ꎻ界面粗糙度通过

改变钢板槽内砂土颗粒的数量使其与钢板的接触面积发生变化ꎬ从而对界面剪切力学特性产生影响ꎻ法向应力影

响砂土与钢板接触的密实度和作用力ꎬ使得其界面剪切力学性状产生变化ꎮ

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关键词:砂土钢板接触界面ꎻ界面剪切试验ꎻＰＦＣꎻ细观模拟ꎻ界面粗糙度ꎻ法向应力

中图分类号:ＴＵ４１１文献标志码:Ａ

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文章编号:１００１５４８５(２０２５)０２０１０７０８开放科学(资源服务)标识码(ＯＳＩＤ):

ＳｈｅａｒＴｅｓｔａｎｄＰＦＣＭｅｓｏ￣ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳａｎｄ￣ＳｔｅｅｌＩｎｔｅｒｆａｃｅ

ＬＩＹｏｎｇ￣ｈｕｉꎬＷＡＮＧＨａｉꎬＮＩＵＨｅｎｇ￣ｙｕꎬＪＩＡＮＧＸｉａｏ￣ｔｉａｎ１１２３

(１.ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＺｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００１ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＨｅｎａｎＲａｉｌＴｒａｎｓｉｔ

ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＺｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００００ꎬＣｈｉｎａꎻ３.ＳｈａｎｇｈａｉＵｒｂａｎＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭｕｎｉｃｉｐａｌ

Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ(Ｇｒｏｕｐ)Ｃｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＳｈａｎｇｈａｉ２０００６５ꎬＣｈｉｎａ)

Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｓｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｎｏｒｍａｌｓｔｒｅｓｓａｎｄｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｒｏｕｇｈｎｅｓｓｏｎｔｈｅｓｈｅａｒｍｅｃｈａｎｉｃａｌ

ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓａｎｄ￣ｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｃｏｎｔａｃｔｉｎｔｅｒｆａｃｅａｎｄｅｘｐｌｏｒｅｓｔｈｅｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｔｈｒｏｕｇｈｌａｒｇｅ￣ｓｃａｌｅｉｎｔｅｒｆａｃｅ

ｓｈｅａｒｔｅｓｔｓａｎｄＰＦＣｍｅｓｏｓｃｏｐｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ.Ｔｈｅ