加卸荷工况对注浆砂土–混凝土接触面剪切特性影响

摘要

土–结构物接触面力学特性是岩土工程领域研究的重点与热点问题之一，揭示其机理有利于促进对桩基础、挡土墙等结构物承载性能的认识。本文采用自主设计研发的注浆设备和室内后注浆试验方法，对3种注浆量和4种加、卸荷工况下，共计28组注浆和未注浆大型接触面进行直剪试验，分析不同加、卸荷工况对注浆砂土–混凝土接触面力学特性和剪切影响范围的影响。结果表明：注浆可逐渐消除加卸荷产生的接触面初始剪切模量和剪切应力差异。未注浆接触面未出现软化；注浆接触面呈现软化现象，并且软化出现在剪切法向应力较小的卸荷接触面剪切过程中。后注浆主要通过提高接触面等效黏聚力，改善接触面力学特性，对接触面等效内摩擦角无明显影响。同一注浆量下，浆液对无卸荷工况接触面等效黏聚力的改善效果优于卸荷工况；卸荷工况的接触面剪切影响范围略大于无卸荷工况；加卸荷和注浆工况下，接触面剪切影响范围与接触面峰值剪切应力呈正相关。同一剪切法向应力下，注入浆液，通过压密注浆形成浆块，增大接触面混凝土板的粗糙度，改善卸荷接触面剪切特性；通过浆液渗透形成浆土混合体，对无卸荷接触面处土体特性进行改善。研究成果可为实际工程中桩基工程后注浆提供指导。

关键词

接触面 / 卸荷 / 剪切带 / 力学特性 / 注浆

基金资助

国家自然科学基金项目（41672265;51808083）; 重庆市教委科学技术研究项目（KJQN202100705）; 重庆鲁汶智慧城市与可持续发展研究院开放基金项目（20210602）; 在渝高校与中科院所属院所合作项目（HZ2021009）