土与结构接触面力学特性研究现状与展望-河海大学.PDF

第 卷第 期 河 海 大 学 学 报 （自然 科 学 版 ） % % M06 ) % K0 )% 年 月 （ ） !. ’ F07G3=6 0H I09= +3J;G12 K=17G=6 LC;3C; L;N ) !. 土与结构接触面力学特性研究现状与展望 周爱兆，卢廷浩，刘 尧 （河海大学岩土工程科学研究所，江苏 南京 !$’(） 摘要：总结国内外土与结构接触面力学特性研究的现状，系统介绍接触面力学特性研究领域在试验 模拟、本构模型以及计算方法方面的进展，分析不同试验仪器的特点，讨论现有接触面模型及计算 方法的应用条件和存在的问题，指出：土与结构接触面复杂应力状态及高应力状态下特性研究、剪 胀（剪缩）测试及颗粒破碎机理研究，特殊土与结构接触面的力学特性研究以及接触面动力特性研 究等是今后研究的主要方向) 关键词：接触面；试验研究；本构模型；接触面单元 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ） *+,$ - $ $’( !. % %!, % ! ! ! 土与结构接触面的力学特性研究是解决土与结构物相互作用问题的前提 世纪 年代以来，有关研 ) ! # 究者就开始了土与结构接触面力学行为的探索工作，在试验研究、理论研究和计算方法等方面都取得了一定 的进展) 然而，在荷载作用下，土与结构接触面发生既不同于土、又不同于结构材料的力学响应，涉及非线性、 大变形、局部不连续等力学前沿问题，使得接触面研究具有极大的难度 随着近年来大型工业与民用建筑建 ) 设的兴起以及西部开发的进行，出现了越来越多的土与结构物相互作用的问题 仅以水电建设中坝体工程为 ) 例，如土石坝中存在着心墙土料 反滤料、防渗墙 地基覆盖层、基岩 坝体土石料以及混凝土面板 垫层料等 不同材料间的相互作用问题，这些问题对坝体的防渗、应力变形有着重要影响) 本文介绍了接触面力学特性试验研究、本构模型、计算方法等方面国内外的研究进展，分析了研究中存 在的问题，并对今后研究的方向进行了展望) ! 土与结构接触面力学特性研究现状 目前土与结构接触面特性的相关研究一直遵循着常规的研究思路，即通过相关的试验研究，得到应力 应变关系曲线，根据这些曲线建立相关的本构模型，并将其应用到实际工程中) ! ) ! 接触面力学特性试验研究 目前研究接触面力学特性的常用试验主要是直剪试验和单剪试验 直剪试验是通过将直剪仪的下盒填 ) 放结构材料或者直接换成结构面材料，施加水平剪应力，来量测上下盒相对位移，建立剪切应力应变关系，反 ［］ 映接触面的力学特征的 早在 年， $ 就利用应力控制式和应变控制式直剪仪研究了多种土料与 ) $’#$ /0120342 ［］