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随着我国社会发展的进步,在大西北地区开展的逢山开路、遇水架桥、西气东输等工程也得到了迅速的发展,构筑物要在黄土这种特殊又存在湿陷性地区安全稳定的运行已成为工程技术人员普遍关注的课题。因此涉及到特殊土体-黄土与结构物相互作用的问题在土木工程、水利工程以及岩土工程等中普遍存在。又考虑到土体与结构物在发生受力情况下,由于两者的刚度有明显的差异,在其相互接触的部分变形特征也变得复杂多变,所以正确地评价和描述土体与结构物之间相互作用就显得尤为重要。本课题依托甘肃省科技重大专项专项项目—《甘肃省湿陷性黄土地区公路修筑成套技术研究》开展,针对子课题—《黄土的湿陷性对桥梁桩基础的影响规律研究》。采用Shear-III土工大型剪切试验研究、理论研究与数值模拟相结合的方法对湿陷性黄土-混凝土结构接触面的力学特性进行分析。得到结论如下:（1）黄土-混凝土界面特性研究采用了Shear-III土工大型剪切仪的室内直剪试验,采用轮换因子方法和单因子控制变量方法,对影响土和结构物影响因素,如含水率、法向应力、界面粗糙度,进行了对比分析。直剪试验结果表明:在黄土-混凝土接触面粗糙度和含水率一定的情况下,法向应力随着最大剪切应力和残余应力增大而增加;在一定法向应力和界面粗糙度下,峰值剪应力随着含水率增加先增大后减小;在粗糙接触面时,残余强度的变化速率由小到大,而在光滑接触面的残余强度变化速率由大到小;在黄土-混凝土接触面粗糙度和含水率一定时,法向应力?（27）150kpa,剪应力随着剪切位移增加到峰值剪应力时候斜率会发生明显的变化,法向应力??150kpa,关系曲线为双曲线型,剪应力增加到峰值剪应力时,逐渐下降,最后趋于水平直线;当法向应力和含水率相同时,湿陷性黄土-混凝土结构接触面峰值剪应力随着粗糙度等级增大而增大;粗糙接触面的摩擦系数要比光滑接触面的摩擦系数要高12.6%。（2）对直剪试验中剪应力-剪切位移变化规律研究分析中,对于拟合双折型剪应力剪位移曲线时,双曲线模型相对于指数模型的拟合黄土-混凝土剪切应力-剪切位移曲线的效果较好;采用OriginPro函数库中指数模型中BoxLucas2函数,并对其进行了改进以及广义双曲线模型对应变软化做了适用性分析,发现很难找一个对所有剪切位移-剪切应力曲线都适用的数学模型,所以需要分析适合自身的本构模型,研究发现每一种本构模型表达式拟合性较好,且复相关系数R2都在0.95以上。（3）对接触面本构模型和接触面单元的理论中,撰写接触面单元的形式,选择合适的结构面单元;对接触面本构模型进行研究。（4）为了切实、可靠、恰当的描述湿陷性黄土-混凝土在剪切过程中发生的变形特性,混凝土采用尺寸505mm×305mm×102mm,黄土采用尺寸305mm×305mm×102mm,利用MATLAB-CAD-ANSYS-FLAC3D的方法建立了混凝土表面和黄土的数值模型,分析了剪切过程中在不同法向应力和不同含水率的影响因素下,两种工况对剪切滑动带的影响以及对数值模拟的剪切应力位移关系曲线与直剪仪器所得出来的关系曲线进行对比分析,可以看出两个关系曲线基本符合,模拟效果良好。说明用有限差分软件FLAC3D的模拟结果适合本文的室内直剪试验。