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(lèi)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(qiáng)度直接制約了工程結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)和整體穩(wěn)定性。

　　針對(duì)這一問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所智能巖石力學(xué)組團(tuán)隊(duì)采用三維光學(xué)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(kāi)展了不同法向荷載作用下不同壁面強(qiáng)度組合巖-砼接觸面復(fù)合體的剪切試驗(yàn)，探究了巖-砼接觸面復(fù)合體剪切強(qiáng)度的法向荷載與材料強(qiáng)度依賴(lài)規(guī)律，分析了接觸面正斜面滑動(dòng)、凸點(diǎn)啃斷、弱質(zhì)磨損等剪切破壞宏細(xì)觀特征；進(jìn)而基于巖-砼剪切試驗(yàn)機(jī)理認(rèn)識(shí)，提出了改進(jìn)的JRC-JCS巖-砼剪切強(qiáng)度公式，可科學(xué)快捷地計(jì)算出巖-砼接觸面的抗剪強(qiáng)度，適用于各類(lèi)含巖-砼接觸巖石工程穩(wěn)定性分析。這一試驗(yàn)方法和機(jī)理認(rèn)識(shí)對(duì)不同壁面強(qiáng)度的接觸面復(fù)合體抗剪強(qiáng)度準(zhǔn)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(dòng)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)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(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家基金委聯(lián)合重點(diǎn)基金項(xiàng)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(qiáng)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(xué)組）