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干湿循环作用下赣南红砂岩风化土的摩擦强度研究

2021-01-28王仕红

河南建材 2021年1期

王仕红 王 超

江西理工大学建筑与测绘工程学院(341000)

0 引言

在我国的南方地区分布着大量的红砂岩土,此类土常用作工程地基填土。红砂岩土含有蒙脱石、高岭石等亲水性矿物质,遇水后活性很强,易发生崩解、破裂;在外力的作用下甚至会直接被泥化。降雨、蒸发或者地下水位上升与下降这类季节性的干湿循环作用更是加快了这种变化过程,从而使红砂岩土强度下降,工程性质不稳定,容易在工程中引发一些病害。因此,研究干湿循环对不同含水率、密实度的红砂岩土体的影响,对于指导工程施工具有重要作用。

1 土的摩擦强度作用机理

土体的主要破坏是剪切破坏[1]。土体的抗剪强度是指在剪应力的作用下,一部分土体相对另一部分土体沿着滑裂面错动时的土体抵抗剪切破坏的极限强度,是研究土体的重要指标之一(包含内摩擦角和黏聚力,分别控制摩擦强度和黏聚强度)。土的摩擦强度可以分为滑动摩擦和咬合摩擦[2]。

滑动摩擦是指土颗粒在滑动过程中产生真正意义上的滑动的摩擦,往往是控制土的摩擦强度的主要因素,与土颗粒的正压力有关,与土颗粒的尺寸无关。可以表示为:

式中:φμ为滑动摩擦角;N为土体受到的正压力;T为滑动面处的表面摩擦力;μ为摩擦系数,反映了粗糙程度。

在滑动过程中,在滑动面的表面摩擦力T(即切向力)的影响因素为土颗粒之间的接触面积及接触处的抗剪强度。计算公式为:

式中:Ac为土颗粒间总的接触面积,δ为土颗粒间实际接触面积与总接触面积之比,τm为土颗粒的抗剪强度,τc为吸附膜的抗剪强度。……

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