基于等效损伤的土与结构物界面损伤强度模型

摘要

为探究土与结构物界面的力学特性及损伤演化规律，通过直剪试验分析了不同剪切面积土体条件下土与结构物界面的强度特性，且基于土体剪切面和土与结构物界面剪切过程中的损伤演化特征，构建土与结构物界面的等效损伤因子，提出基于等效损伤的土与结构物界面统计损伤本构关系，并结合试验结果对模型可行性进行验证。结果表明：土体剪切面积比对试样应力–应变曲线影响明显，相同法向应力条件下，土与结构物界面抗剪强度随着土体剪切面积比的增加呈线性增长的发展趋势；相对土体剪切面而言，土与结构物界面在剪切过程中孔隙和微裂纹发生剧烈变化，宏观表现为土与结构物界面强度低于土体剪切面强度；试样加载过程中，土与结构物界面总损伤为等效初始损伤、受荷损伤、等效初始损伤和受荷损伤相互作用产生的耦合损伤；本文模型计算结果与试验数据拟合度较高，能反映土与结构物界面应变硬化或应变软化型曲线特征。研究成果可为边坡桩–土界面分析及安全评价提供理论支撑。

关键词

土与结构物界面 / 抗剪强度 / 等效损伤 / 统计损伤理论 / 损伤模型