固态水膜对土中力链传递的影响机理

摘要

土骨架所承担的荷载是经由力链传递的.当颗粒直接接触时,力链中的荷载直接由粒间作用力而传播.但对于具有吸附性的岩土材料,则应审慎考虑土水相互作用对土骨架承载机理的影响.通过总结土中吸附水的性质,将具有类固态性质的吸附水定义为固态水,明确了固态水膜所引起的水化力的定义及其作用机理,进而详细分析了土中力链的传递机理:当颗粒被固态水膜所包裹时,力链构型为“颗粒固态水颗粒”形式,此时颗粒并非直接接触,因而力链中的荷载是经由固态水膜所提供的水化力在粒间传递的;若荷载足够大且边界约束严格,则可将粒间固态水膜完全挤出以实现颗粒直接接触,此时力链构型为“颗粒颗粒”形式,力链中的荷载即由实际粒间接触压力来传递.若土的吸附能力较强且含水量较高,虽然整个加载过程中力链会不断变化与重构,且伴随部分粒间吸附水的挤出,但当颗粒接触点在力链重构中分开时,原本被挤出的粒间固态水膜会迅速恢复,进而继续影响力链的后续变形与重构.考虑到固态水膜的润滑作用,显然该作用机理是土体湿摩擦强度始终低于干摩擦强度的原因之一.