高温冻土−现浇混凝土接触面影响因素及本构模型

张琪，张建明，张斌，张添渊，王宏磊，李艳

(1.中国科学院西北生态环境资源研究院 冻土工程国家重点实验室，甘肃兰州，730000；2.中国科学院大学，北京，100049；3.核工业西南勘察设计研究院有限公司，四川成都，610052)

近年来，为了支持寒区经济建设，高速公路、高速铁路、高层建筑及输电线路等多项重大工程项目相继在寒区修建。高等级工程结构对沉降变形和地基稳定性要求更高，现有资料表明[1−2]多年冻土区工程结构存在严重的冻胀融沉病害，严重影响了结构承载和使用性能。高温冻土通常指温度介于−1.5～0 ℃之间，由固体土颗粒、冰、液态水及气体组成的非均质、各向异性的多相复合岩土材料。它具有未冻水含量高、压缩性大、抗剪强度低的特点，冻融病害在该地基中尤为突出。冻土−结构接触面作为结构与冻土地基传递应力和变形的重要界面，广泛存在于交通、建筑及水利等工程基础中；开展接触面力学特性和变形机理研究对于分析结构承载力、冻胀融沉变形及基础稳定性具有重要意义。建立接触面本构模型可为结构数值模拟、承载力及变形预测模型的建立和工程评价提供理论依据，然而目前关于高温冻土−结构接触面力学特性及本构模型方面的研究鲜见报道。

关于常温土−结构接触面的研究，国内外已取得较多成果。CLOUGH等[3−4]通过直剪试验建立了土−混凝土界面剪应力和相对位移之间的双曲线关系模型。在此基础上，国内外许多学者通过试验、理论和数值模拟等方法对接触面本构关系进行了较深入的研究；……