土体干缩裂隙发育方向及演化特征的层间摩擦效应研究

摘要：

自然界中的土体通常成层分布,在干旱条件下,表层土体的干缩开裂过程极易受层间接触条件的制约.为了探究土层间摩擦效应对土体干缩裂隙发育方向及其演化特征的影响,开展了一系列室内干燥试验.试验共配置了3组初始饱和的泥浆样,在30℃的室温条件下干燥失水,通过在试样底部铺设不同粗糙度的砂纸来模拟不同土层间的摩擦效应.试验过程中对试样表面及侧面进行定时拍照,从不同角度记录了裂隙发育全过程,通过分析,获得了一些新发现:①干缩裂隙不仅能从土体表面向下发育,而且还可能率先从土体底部向上发育,这不同于以往的习惯性认识;②初始裂隙的发育位置受土质条件及基底摩擦条件的共同制约,对于非均质性比较严重或者表面存在明显"杂点"的土体而言,裂隙往往首先从表面"杂点"处产生并向下发育,而对均质性较好的土体而言,在基底摩擦效应的影响下裂隙可以率先从土体底部生成并逐渐向上发育,且土体底部的裂隙发育程度甚至会高于表面的裂隙发育程度;③底部生成的裂隙以斜向上发育居多,这可能与裂隙发育过程中受到的剪切应力作用有关;④干燥过程中,土体呈向心收缩,存在明显的收缩核现象;⑤基底摩擦效应能改变土体干缩开裂过程中内部应力场的演化,从而对土体的横向和纵向收缩应变及剖面含水率的空间分布产生影响,如基底摩擦越大,土体横向收缩应变越小,而纵向收缩应变越大.

关键词：干缩开裂、摩擦效应、裂隙发育方向、收缩应变、剖面含水率、收缩核

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分类号：TU445.4(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目41572246,41772280;优秀青年科学基金项目41322019;国家自然科学基金重点项目41230636;江苏省自然科学基金项目BK20171228,BK20170394;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目2015-2020

在线出版日期：2019-07-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1172-1180