[发明专利]一种确定砂土-结构界面摩擦系数的方法

摘要

本发明公开了一种确定砂土‑结构界面摩擦系数的方法：取需要测量的土样，通过土工试验确定干密度ρ_d，量取试验装置基本尺寸并计算土样体积V；根据ρ_d和V，确定土样质量；采用分层装填；在土样顶端放置加载板，施加初始正应力，待其固结稳定后，等体积条件下进行剪切试验；共N组试验，每组试验初始法向应力取不同值，记录每组试验τ、σ、x随时间变化关系；当剪切力大小趋于稳定值时，认为土样减损，否则，当剪切位移达到30mm停止试验；对每组试验数据处理，绘制τ/σ_cn‑γ关系曲线；绘制τ‑σ关系曲线，计算界面摩擦系数；把每组试验τ‑σ关系曲线“拐点”连接起来，计算界面摩擦系数。本发明确定的土‑结构界面摩擦系数与实际情况更加相符。

主权项

1.一种确定砂土‑结构界面摩擦系数的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取需要测量的土样，通过土工试验确定干密度ρd，量取界面摩擦试验装置的基本尺寸，并计算需要测量的土样的体积V；(2)根据步骤(1)中已经测得干密度ρd和计算所得的体积V，确定需要测量的土样的质量M＝V×ρd；(3)采用分层装填，将需要测量的土样装填入试样装置：共分3层，每层高度相同、质量相同；(4)在需要测量的土样顶端放置加载板，施加初始正应力，待其固结稳定后，保证其体积不变，在等体积条件下进行剪切试验；共进行N组试验，其中每组试验初始法向应力取不同值σc1、σc2、σc3......σcn，记录每组试验过程中的剪应力τ、正应力σ、剪切位移x随时间变化关系；(5)当剪切力大小趋于稳定值时，认为需要测量的土样已经减损，若无上述情况发生，则当剪切位移达到30mm停止试验，应该控制土样的剪切速率在2mm/min—6mm/min之间；(6)对每组试验数据进行处理，绘制剪应力/初始正应力‑剪应变关系曲线，即τ/σcn‑γ关系曲线，判断该组试验是否达到常体积状态；(7)绘制每组试验的剪应力‑正应关系曲线，即τ‑σ关系曲线，把每组常体积状态点连接起来作出破坏线，其与x轴的夹角为α，计算出常体积状态时的界面摩擦系数为μcs＝tanα；(8)把每组试验τ‑σ关系曲线“拐点”连接起来，作出相变线，其与x轴的夹角为β，计算出相对应的界面摩擦系数为μpt＝tanβ。