切向应力幅值对土与结构接触面切向变形的影响研究

利用80t大型三维多功能土工试验机，在应力控制的往返圆剪切路径下，对粗粒土与结构接触面进行了三维直剪试验，研究了切向应力幅值对接触面切向变形特性的影响，如切向位移、非共轴角和剪切柔度等。实验结果表明，在应力控制的圆形路径下，接触面具有明显的x向和Y向位移及其偏移、非共轴角、剪切柔度和剪切耦合效应，表现出明显的三维特征。当切向应力幅值达到临界应力幅值时，接触面切向位移幅值和剪切柔度峰值与循环剪切基本保持一致。剪切柔度的初始峰值与非共轴角稳定值之间存在对立统一。切向应力幅值主要影响接触面的力学特性参数，对它们之间的关系影响不大。切向应力幅值越大，接触面X方向和Y方向的位移幅值越大，负位移程度越大。非共轴角稳定值越小，剪切柔度峰值越大。非共轴角稳定值、剪切柔度初始峰值和切向应力幅值之间存在良好的关系，可以用所提出的计算公式来描述，为接触面三维力学性能的本构建模奠定了基础。