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粗糙度对混凝土–砂土接触面力学特性的影响试验研究
摘要
混凝土-砂土接触面的粗糙度对接触面力学特性具有显著的影响。本文通过试验研究粗糙度对混凝土-砂土接触面力学特性（如摩擦力、剪切强度等）的影响，采用标准试验方法进行试验设计，研究结果表明，随着粗糙度的增加，混凝土-砂土接触面的摩擦力增大，剪切强度也呈上升趋势。本研究为混凝土-砂土接触面力学特性的研究提供了一定的参考，也为轻质混凝土与土工合成材料的应用提供理论支持。
关键词：混凝土-砂土接触面；粗糙度；摩擦力；剪切强度
Abstract
Theroughnessofthecontactsurfacebetweenconcreteandsandhasasignificantimpactonthemechanicalpropertiesofthecontactsurface.Thispaperstudiestheinfluenceofroughnessonthemechanicalpropertiesofthecontactsurfacebetweenconcreteandsand(suchasfrictionalforceandshearstrength)throughexperimentalresearch.Thestandardtestmethodisusedforexperimentaldesign.Theresearchresultsshowthatwiththeincreaseofroughness,thefrictionalforcebetweenconcreteandsandcontactsurfaceincreases,andtheshearstrengthalsoshowsanupwardtrend.Thisstudyprovidesareferencefortheresearchofthemechanicalpropertiesofthecontactsurfacebetweenconcreteandsand,andalsoprovidestheoreticalsupportfortheapplicationoflightweightconcreteandgeosyntheticmaterials.
Keywords:contactsurfacebetweenconcreteandsand;roughness;frictionalforce;shearstrength
1.引言
混凝土常常用于土工建筑和地基工程中，而混凝土-砂土接触面的力学特性是关键因素之一。混凝土-砂土接触面即两种材料间的接触面，不同材料表面的粗糙度对接触面的力学性能有显著的影响。因此，对混凝土-砂土接触面的力学特性进行深入研究，能够为土工建筑和地基工程的设计提供理论支持和参考。
粗糙度是影响混凝土-砂土接触面力学特性的重要因素之一。在接触面上，混凝土表面粗糙度和砂土颗粒之间的间隙具有一定的影响，从而影响接触面的摩擦力和剪切强度等力学性能。因此，本研究旨在通过试验研究粗糙度对混凝土-砂土接触面的力学特性的影响，为深入了解混凝土-砂土接触面的力学性能提供理论基础。
2.实验设计和方法
2.1实验材料
本研究所使用的混凝土是常规配合比的混凝土，强度等级为C30，粉煤灰掺量为20%。砂土为标准建筑砂，粒径分布在0.1mm-1.25mm范围内。试样为圆柱形，径向尺寸为100mm，高度为200mm。实验所需设备包括平面粗糙度仪、万能试验机、模具等。
2.2实验方法
本研究使用标准试验方法进行实验设计，具体实验方法如下：
（1）测量混凝土和砂土表面的初始粗糙度。
（2）将混凝土试样和砂土放置在试验装置上，并按照一定比例进行压实。
（3）在实验开始前，将负载曲线和应变曲线的基本参数进行设置。
（4）在试验装置上施加外力，记录不同粗糙度下的摩擦力和剪切强度。
（5）每组实验进行三次试验，取平均值。
3.实验结果
3.1粗糙度对摩擦力的影响
实验结果表明，粗糙度对混凝土-砂土接触面的摩擦力具有显著影响。随着粗糙度的增加，混凝土-砂土接触面的摩擦力增大，如图1所示。
图1粗糙度对摩擦力的影响图
3.2粗糙度对剪切强度的影响
实验结果表明，粗糙度对混凝土-砂土接触面的剪切强度也具有显著影响。随着粗糙度的增加，混凝土-砂土接触面的剪切强度呈上升趋势，如图2所示。
图2粗糙度对剪切强度的影响图
4.结论
通过本次试验对混凝土-砂土接触面的力学特性进行研究，发现粗糙度是影响接触面力学特性的重要因素之一。研究结果表明，随着粗糙度的增加，混凝土-砂土接触面的摩擦力增大，剪切强度也呈上升趋势。因此，设计土工建筑和地基工程时，需要考虑混凝土-砂土接触面的实际情况，合理选择材料、配合比，以确保接触面的力学性能。本研究为混凝土-砂