巖石工程中存在大量巖體和混凝土形成的接觸面，比如混凝土重力壩、拱橋基礎(chǔ)、嵌巖樁、隧道式錨碇等。在各類荷載作用下，接觸面是容易發(fā)生剪切變形與破壞的薄弱區(qū)域，其接觸面剪切強度直接制約了工程結(jié)構(gòu)的力學響應(yīng)和整體穩(wěn)定性。

　　針對這一問題，中國科學院武漢巖土力學研究所智能巖石力學組團隊采用三維光學掃描技術(shù)和數(shù)控刻錄技術(shù)，批量制作了含相同天然形貌特征的巖-砼接觸面復(fù)合體剪切試樣；開展了不同法向荷載作用下不同壁面強度組合巖-砼接觸面復(fù)合體的剪切試驗，探究了巖-砼接觸面復(fù)合體剪切強度的法向荷載與材料強度依賴規(guī)律，分析了接觸面正斜面滑動、凸點啃斷、弱質(zhì)磨損等剪切破壞宏細觀特征；進而基于巖-砼剪切試驗機理認識，提出了改進的JRC-JCS巖-砼剪切強度公式，可科學快捷地計算出巖-砼接觸面的抗剪強度，適用于各類含巖-砼接觸巖石工程穩(wěn)定性分析。這一試驗方法和機理認識對不同壁面強度的接觸面復(fù)合體抗剪強度準則建立也有重要的參考意義，可為軟硬相間巖體的層間滑動穩(wěn)定性評價提供理論基礎(chǔ)。

　　相關(guān)研究成果以“Deformation and failure behaviours of rock-concrete interfaces with natural morphology under shear testing”為題，發(fā)表在中科院一區(qū)Top期刊Construction and Building Materials上。研究工作獲得十三五國家重點研發(fā)計劃、國家基金委聯(lián)合重點基金項目資助。

　　論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061821012289

圖1  壩基巖體表面三維天然形貌獲取

圖2  含壩基表面形貌特征的巖石試樣數(shù)控刻錄

圖3  混凝土接觸面剪切破壞后二值圖像

圖4  不同強度混凝土-巖石接觸面剪切前后3D視傾角退變特征

（文/圖 智能巖石力學組）