祝艷波 韓宇濤 蘭恒星 苗帥升 李文杰

(長安大學(xué)地質(zhì)工程與測繪學(xué)院， 西安 710054， 中國)

0 引 言

黃土地區(qū)大中型滑坡大部分沿黃土-三趾馬紅土接觸層面產(chǎn)生(曲永新等， 1999)，此類滑坡稱為黃土與三趾馬紅土(基巖)復(fù)合滑坡(文寶萍等， 1997； 雷祥義， 2014)，約占黃土滑坡的55%(張棟平等， 2013)。黃土與三趾馬紅土異質(zhì)土接觸層面往往成為此類滑坡頻繁發(fā)生與復(fù)活的基本控制因素(孫萍萍等， 2020)。而滑坡形成與演化往往是滑帶土變形及剪切破壞過程(龍建輝等， 2010)，因此研究滑帶土剪切力學(xué)特性對于揭示此類滑坡形成演化機制具有重要意義，尤其對于結(jié)構(gòu)特殊的黃土(潘振興等， 2020)。

目前關(guān)于黃土滑坡中異質(zhì)滑帶研究主要集中在黃土-泥巖、黃土-古土壤、黃土-基巖以及黃土-紅黏土接觸面等類型(文寶萍等， 2005； 劉紅玫等， 2006； 周自強等， 2007； 辛鵬等， 2012； 吳瑋江等， 2014； Wang et al.，2018， 2019)，但以定性揭示滑坡形成機理為主，定量研究界面強度與變形特性的不多。近些年來一些學(xué)者研究了黃土與砂土、黃土與混凝土、黃土與基巖等界面的剪應(yīng)力-剪應(yīng)變關(guān)系、抗剪強度等，如張新善等(2005)通過開展黃土與混凝土界面直剪試驗，發(fā)現(xiàn)高應(yīng)力下黃土與混凝土界面剪切強度明顯大于黃土剪切強度； 喬來軍等(2010)研究了含水率對黃土-砂漿界面強度影響，結(jié)果表明界面黏聚力隨含水率增大呈先增大而后減小趨勢； Wang et al. (2018， 2019)開展了三軸加載剪切與增濕剪切試驗，揭示了加載與增濕引起黃土剪切破壞的力學(xué)機制與差異性，提出不同類型黃土滑坡的形成機理。周蓉(2018)、洪勇等(2019)通過黃土-砂土界面直剪試驗，揭示了砂土-黃土界面試樣抗剪強度比純砂土和純黃土抗剪強度低的規(guī)律； 張磊等(2019)探討了不同密度狀態(tài)對黃土-混凝土接觸面強度影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)界面抗剪強度隨初始干密度增大而增大； Yang et al. (2020)通過黃土-基巖界面的直剪試驗，發(fā)現(xiàn)界面剪切破壞模式多樣并受多種因素控制。

學(xué)者們同時關(guān)注了界面剪切強度的影響因素，如針對土與結(jié)構(gòu)物接觸界面強度及破壞模式影響因素開展了大量研究(Mortara et al.，2010； 鄔俊杰等， 2014； 呂璽琳等， 2019； 艾英缽等， 2020)，結(jié)果表明含水率、干密度、界面粗糙度等均對界面強度產(chǎn)生影響(Dejong et al.，2009； Ghazvinian et al.，2010; 龔輝等， 2011； 陸勇等， 2013； 王永洪等， 2018)。大部分研究關(guān)注了界面粗糙度對界面剪切力學(xué)特性影響(Chen et al.，2015; Canakci et al.，2016)，如界面強度隨界面粗糙度增大而增大(張嘎等， 2004; 沈明榮等， 2010; Bai et al.，2015)，界面剪切過程產(chǎn)生明顯的剪脹效應(yīng)(Asadollahi et al.，2010)，剪脹大小與界面剪切破壞模式有關(guān)。界面剪切破壞模式主要有界面間滑動、界面上下土體剪切破壞以及界面滑動與土體剪切變形同時進(jìn)行的混合行為等(Feligha et al.，2016; Li et al.，2017; 周輝等， 2019)，并且粗糙度越大界面破壞越趨向于土體內(nèi)部的剪切破壞。

綜上所述，土與結(jié)構(gòu)物界面剪切力學(xué)特性研究成果頗豐，但關(guān)于土與土之間不連續(xù)面的剪切行為研究不多(Jahanian et al.，2015)，尤其是針對黃土與三趾馬紅土界面剪切力學(xué)特性研究的成果更是鮮見。因此以黃土滑坡中的黃土-三趾馬紅土滑帶為研究對象，制備包含異質(zhì)土接觸界面的重塑試樣，開展剪切力學(xué)特性試驗研究，分析界面接觸角度對其剪切破壞模式、強度與變形影響規(guī)律。研究成果可為黃土-三趾馬紅土接觸面滑坡啟動機制研究提供試驗積累，具有一定的實用價值。

1 試驗土料與方案

1.1 試驗材料與試樣制備

試驗土料取自陜西西安白鹿塬陳家坡滑坡滑帶，為第四系黃土(Q1)與新近系三趾馬紅土(N2)(圖1a～圖1b)，研究土料基本物理性質(zhì)指標(biāo)如表1所示，按照土工試驗規(guī)程可見其均為黏土。野外可見黃土與三趾馬紅土密實，接觸界面粗糙(圖1c～圖1d)，并具有黏聚強度，常演化為黃土滑坡滑帶(圖1e)，因此開展黃土-三趾馬紅土界面剪切力學(xué)特性研究十分必要，并且粗糙度對界面剪切強度影響不可忽視。為此簡化接觸面粗糙度表達(dá)，分別設(shè)計5種規(guī)則齒狀界面試樣接觸角度(0°， 15°， 30°， 45°， 60°)，開展黃土-三趾馬紅土界面直剪試驗，研究界面接觸角度對界面剪切力學(xué)性質(zhì)影響。

圖1 黃土與三趾馬紅土接觸界面

表1 試驗土料物理性質(zhì)參數(shù)

為制備包含異質(zhì)土接觸界面試樣，首先研制界面試樣制備工具(圖2)，配合使用預(yù)制的規(guī)則齒狀界面模具，即可制備出不同接觸角度、具有初始黏聚強度的界面試樣?？紤]制樣可行性，試樣初始干密度為1.85g·cm-3，初始含水率為15%，試樣直徑61.8mm、高度20mm。試樣制備分為3步：首先將制樣模具放置于制樣筒中，按制樣要求倒入黃土濕土料并壓實，制備出與制樣模粗糙接觸的黃土試樣； 其次將制備好的黃土試樣從制樣筒內(nèi)取出，并使其與制樣模具分離，再將黃土試樣置于制樣筒底部； 最后按要求倒入三趾馬紅土濕土料，使其與黃土試樣粗糙面直接接觸并壓實，即可壓制出具有初始黏聚強度的黃土與三趾馬紅土界面試樣。

圖2 界面制樣裝置

1.2 試驗設(shè)備與試驗方法

為開展界面試樣直剪試驗，研制可視化界面直剪儀如圖3所示，該設(shè)備由垂直加壓裝置、水平加載裝置、計算機采集與控制系統(tǒng)、剪切盒、量測系統(tǒng)組成。垂直向加載裝置采用環(huán)向氣壓施加法向應(yīng)力，應(yīng)力控制范圍為0～500kPa； 水平加載裝置采用伺服控制系統(tǒng)控制，可實現(xiàn)等速位移加載，加載范圍0.025～6.35mm·min-1，精度±5%； 量測系統(tǒng)可實時自動量測剪切應(yīng)力、水平剪切位移、豎向剪脹位移，應(yīng)力傳感器量測范圍0～2kN，精度0.2%； 位移傳感器測量范圍0～10mm，精度0.1%。計算機采集與控制系統(tǒng)實時控制加載裝置，采集與傳輸量測數(shù)據(jù)。可視化剪切盒可為獲取試樣剪切過程破壞模式，上下剪切盒接觸面位置位于試樣中部，即位于接觸齒面的1/2高度處。

圖3 全自動可視化直剪儀

試驗法向應(yīng)力設(shè)定為12.5kPa、25kPa、37.5kPa、50kPa、100kPa、200kPa、300kPa、400kPa，可全面揭示界面試樣的剪切強度變化規(guī)律。水平剪切推力加載方向與試樣高度方向垂直，剪切速率設(shè)置為0.8mm·min-1。

2 試驗結(jié)果與分析

完成不同界面接觸角度下黃土-三趾馬紅土界面試樣剪切試驗，獲取了界面試樣剪切破壞模式、水平剪切位移-剪應(yīng)力曲線、峰值剪脹角變化、界面強度變化規(guī)律，分析結(jié)果如下：

2.1 界面剪切破壞模式

觀察界面試樣剪切破壞模式(圖4)，以接觸齒面破壞程度作為試樣破壞模式分類標(biāo)準(zhǔn)，可見試樣均沿界面產(chǎn)生破壞。剪切破壞模式可分為沿齒間滑動、沿齒間滑動-齒面剪斷、沿齒面剪斷3類。部分試樣剪切破壞后齒面仍完整，如界面接觸角度0°、15°試樣，說明剪切過程試樣僅沿著接觸界面產(chǎn)生滑動摩擦； 部分試樣剪切破壞后接觸界面仍清晰可見，但接觸齒面頂部出現(xiàn)不同程度剪斷現(xiàn)象，如界面接觸角度30°、45°試樣，表明試樣剪切過程既有沿齒面間的滑動行為，又有沿界面的剪斷行為，但齒面剪斷位置不同，剪斷位置越靠近齒面根部，表明齒面剪斷行為越強烈； 部分試樣剪切破壞后接觸界面已分辨不清，剪斷面粗糙，如界面接觸角度60°試樣，表明試樣剪切過程沿齒面根部被完全剪斷。

圖4 界面試樣剪切破壞模式

試驗表明界面試樣剪切破壞模式與界面接觸角度有關(guān)，齒面角度越小，試樣破壞模式越趨于齒間滑動破壞； 齒面角度越大，試樣破壞模式越趨于齒面剪斷。但同時可觀察到同一界面接觸角度試樣剪切破壞模式也不同，這又與法向應(yīng)力有關(guān)，法向應(yīng)力越高，試樣剪切破壞越趨向于齒面剪斷模式。界面試樣剪切破壞模式差異主要由于剪切過程接觸界面受力狀態(tài)不同導(dǎo)致。在剪切起始階段，界面在法向應(yīng)力及水平剪切推力作用下產(chǎn)生一個沿界面向上的爬坡推力及垂直界面向下的剪斷推力，試樣出現(xiàn)何種剪切破壞模式取決于爬坡推力與界面間摩擦阻力大小關(guān)系，剪斷推力與齒面強度阻力大小關(guān)系。齒狀界面角度越大、法向應(yīng)力越高，剪切過程試樣沿齒面滑動的摩擦阻力大，水平剪切推力先克服齒面土體強度而剪斷齒面，破壞模式愈趨向于齒面剪斷破壞。反之，試樣剪切過程中沿齒面間滑動的摩擦阻力越小，水平剪切推力先克服齒面間摩擦阻力而使試樣沿齒面滑動，破壞模式愈趨于齒間滑動。對于試樣齒間滑動-齒面剪斷破壞模式而言，剪斷面越靠近齒面根部，說明剪斷行為所占比例越高，剪切過程水平剪切推力先克服齒面剪斷阻力，使試樣沿齒面剪斷。

2.2 剪切位移曲線演化特征

界面接觸條件不僅影響試樣剪切破壞模式，對剪切應(yīng)力-應(yīng)變位移演化規(guī)律也有影響。繪制界面試樣水平剪切位移-剪切位移曲線(圖5、圖6)，可見剪應(yīng)力-剪切位移曲線均呈應(yīng)變軟化型，峰值強度后剪應(yīng)力降低明顯，應(yīng)變出現(xiàn)“跳躍”式跌落現(xiàn)象，表明試樣沿接觸界面瞬間產(chǎn)生剪切破壞，脆性破壞特征顯著。法向應(yīng)力越高、界面接觸角度越大，剪切位移跳躍現(xiàn)象越明顯，這與界面剪切破壞模式有關(guān)。剪應(yīng)力跌落后呈現(xiàn)小幅度回升現(xiàn)象，達(dá)到“二次峰值”后逐漸降低并趨于殘余強度，這是由于試樣剪斷后沿剪斷面重新調(diào)整接觸部位，剪斷齒面重新接觸，導(dǎo)致剪切應(yīng)力小幅提高，之后逐漸降低并趨于平穩(wěn)，試樣僅沿剪斷面產(chǎn)生摩擦滑動。同時可見界面試樣峰值強度與殘余強度差距大。

圖5 不同法向應(yīng)力下試樣剪應(yīng)力-剪切位移曲線

圖6 不同界面角度下試樣剪應(yīng)力-剪切位移曲線

不同齒面接觸角度、法向應(yīng)力對界面剪應(yīng)力-剪切位移曲線演化具不同影響規(guī)律，如曲線峰值前線性段斜率、峰值強度點位移差異均較大，為此繪制試樣剪切剛度、剪切破壞點位移變化如圖7、圖8所示?？梢姺ㄏ驊?yīng)力越大，試樣峰值前剪切剛度越大(圖7)，峰值強度越高，峰值后位移跌落現(xiàn)象越明顯(圖5)，說明試樣越趨于脆性剪斷破壞。這是由于法向應(yīng)力越高，剪切過程試樣沿齒面間爬坡滑動的摩擦阻力越大，沿齒面滑動越難，界面抗變形能力越強，剪切剛度越大； 水平剪切推力更易先克服齒面土體抗剪強度而剪斷齒面，因此試樣更趨于脆性齒面剪斷破壞，剪應(yīng)力-剪切位移曲線“跳躍”現(xiàn)象越明顯。

圖7 界面剪切剛度變化

圖8 界面剪切破壞位移變化

同時可見隨界面接觸角度越大，試樣峰值前剪切剛度呈先增大后減小趨勢(圖7)，峰值后位移跌落現(xiàn)象越明顯，剪應(yīng)力降低幅值越大(圖6)，說明試樣越趨于脆性剪斷破壞。這是由于界面接觸角度越大，剪切過程試樣沿齒面間爬坡滑動的摩擦阻力越大，因此界面抗變形能力越強，剪切剛度越大； 但隨著界面角度增大，水平剪切推力更容易先克服齒面土體強度而剪斷齒面，試樣越趨于脆性齒面剪斷破壞，而不沿接觸界面產(chǎn)生向上爬坡滑動，因此剪切初始階段水平剪切推力不斷推擠齒面土體產(chǎn)生變形，試樣剪切剛度又呈下降趨勢。

試樣剪切破壞位移整體隨界面角度增大呈先增大后減小趨勢(圖8)。剪切破壞位移越大表明試樣產(chǎn)生剪斷破壞的時間越晚，破壞時產(chǎn)生的塑性變形量越大，這與試樣剪切破壞模式及剪斷破壞位置有關(guān)。隨界面角度增大，試樣破壞越趨于齒間滑動-齒面剪斷破壞，并且齒面剪斷位置越來越靠近齒面根部，試樣剪切過程被推擠的齒面面積越大，因此剪斷破壞時產(chǎn)生的塑性變形越大。當(dāng)齒面角度增大到一定程度時，試樣剪切破壞位移又呈下降趨勢，這是由于試樣剪切破壞模式由齒間滑動-齒面剪斷轉(zhuǎn)變?yōu)辇X面剪斷。雖然剪斷面位于齒面根部，剪斷時齒面塑性變形量大，但由于剪切過程試樣不沿接觸齒面向前產(chǎn)生滑動，因此剪斷破壞時整體的剪切破壞位移又呈一定下降趨勢。

2.3 界面剪脹特性

界面剪切過程因沿接觸齒面間爬坡滑動而產(chǎn)生剪脹現(xiàn)象，剪脹角可以反映試樣剪脹效應(yīng)的強弱。為分析界面接觸角度對試樣剪脹效應(yīng)影響，求取峰值剪脹角變化如圖9、圖10所示，其中峰值剪脹角可根據(jù)界面峰值強度對應(yīng)的豎向剪脹位移與水平剪切位移比值關(guān)系求取。當(dāng)界面接觸角度為0°時，試樣僅沿接觸界面產(chǎn)生水平法向滑動，剪脹效應(yīng)不明顯。

可見峰值剪脹角受界面接觸角度及法向應(yīng)力影響，同一界面角度下，試樣峰值剪脹角隨法向應(yīng)力增大而衰減(圖9)。這表明法向應(yīng)力越大，界面剪脹效應(yīng)越小，這與試樣破壞模式有關(guān)。法向應(yīng)力越大，試樣沿界面間的摩擦阻力越大，試樣沿齒面間滑動越困難，水平剪切推力先克服齒面土體強度阻力而剪斷齒面，破壞模式越趨于齒間滑動-齒面剪斷，試樣沿接觸齒面間滑動距離越來越小，因此試樣豎向剪脹位移越小，峰值剪脹角也越小。

圖9 不同法向應(yīng)力下界面峰值剪脹角

同一法向應(yīng)力下，界面峰值剪脹角隨接觸角度增大呈先減小而后增大趨勢(圖10)，表明試樣剪切破壞時剪脹體積變形不隨界面角度呈單調(diào)變化，當(dāng)接觸界面角度較小或較大時試樣的剪脹體積變形更大，這與試樣破壞模式有關(guān)。當(dāng)界面角度較小時，試樣破壞模式為沿齒間滑動，水平剪切推力作用下試樣僅需克服齒面間初始黏聚強度及摩擦阻力，即可沿齒面向上滑動，此時試樣剪切破壞時產(chǎn)生的豎向剪脹位移大，水平剪切位移小，因此峰值剪脹角大，試樣整體剪切變形大； 隨著界面角度增大，試樣剪破壞模式趨向于齒間滑動-齒面破壞，水平剪切推力作用下試樣首先克服齒面間初始黏聚強度及摩擦阻力沿齒面間向上滑動，產(chǎn)生豎向剪脹位移。但滑動一段距離后，水平剪切推力克服齒面土體強度阻力而剪斷齒面，試樣齒面因塑性變形過大而產(chǎn)生剪切破壞，因此試樣剪斷破壞時產(chǎn)生的豎向剪脹位移越來越小、水平剪切位移越來越大，因此試樣峰值剪脹角逐漸降低，試樣體積變形逐漸減??； 當(dāng)界面接觸角度繼續(xù)增大時，試樣剪切破壞模式趨于齒面剪斷，試樣豎向剪脹位移量小，但試樣剪切破壞時水平剪切位移量也逐漸降低，因此峰值剪脹角變化整體又呈增大趨勢。

圖10 不同接觸角度下界面峰值剪脹角

2.4 界面強度特性

為分析界面接觸角度對試樣強度影響規(guī)律，繪制界面峰值強度及殘余強度變化如圖11、圖12所示。可見界面峰值強度隨法向應(yīng)力呈非線性變化，不符合線性Mohr-Coulomb強度準(zhǔn)則，并且法向應(yīng)力與界面接觸角度越大非線性特征越明顯。這是由于試樣剪切過程界面受力狀態(tài)多變、界面剪切破壞模式多樣，峰值強度組成復(fù)雜導(dǎo)致。試樣剪切過程水平剪切推力首先需要克服接觸界面間初始黏聚強度而使界面間脫黏，其次需克服界面間摩擦阻力而使試樣沿界面間產(chǎn)生滑動，最后還需要克服齒面土體黏聚強度與摩擦強度而剪斷齒面，因此界面峰值強度組成復(fù)雜，其變化呈現(xiàn)非線性特征。同時可見峰值強度曲線截距不為零，其可代表試樣界面間初始黏聚強度，總體可見試樣界面間初始黏聚強度隨接觸角度增大而增大，這是由于界面接觸角度越大，黃土與三趾馬紅土間的齒面接觸面積越大，因此界面間初始黏聚強度越大。

圖11 界面峰值強度變化

圖12 界面殘余強度變化

界面峰值強度隨法向應(yīng)力增大而呈非線性增大，增幅又隨界面接觸角度增大而增大(圖11a)。峰值強度隨界面角度增大呈先增大而后減小趨勢，變化幅度又隨法向應(yīng)力增大而增大(圖11b)，這與試樣界面受力狀態(tài)差異，進(jìn)而導(dǎo)致剪切破壞模式不同有關(guān)。在剪切起始階段，界面在法向應(yīng)力及水平剪切推力作用下產(chǎn)生一個沿界面向上的爬坡推力及垂直界面向下的剪斷推力，試樣出現(xiàn)何種剪切破壞模式取決于爬坡推力與界面間摩擦阻力大小關(guān)系，剪斷推力與齒面強度阻力大小關(guān)系。

當(dāng)接觸界面角度較小、法向應(yīng)力較低時，試樣界面間的摩擦阻力小，試樣更易產(chǎn)生齒間滑動破壞，水平剪切推力僅需克服界面間初始黏聚強度及摩擦阻力，因此峰值強度也低； 隨著界面角度與法向應(yīng)力增大，試樣齒面間的摩擦阻力增大，剪切過程水平推力不僅需要克服界面間初始黏聚強度及摩擦阻力，還需要克服接觸齒面土體強度阻力而剪斷齒面，試樣破壞模式逐漸趨于齒間滑動-齒面剪斷模式，因此峰值強度逐漸增大。并且由于界面間摩擦阻力與齒面強度阻力隨齒面角度與法向應(yīng)力增大而變化敏感性增大，峰值強度呈現(xiàn)出隨界面角度與法向應(yīng)力增大而變化幅度增大現(xiàn)象。但當(dāng)界面接觸角度大于45°時，可見界面峰值強度又呈下降趨勢，這是由于高界面接觸角度試樣剪切過程中沿齒面間滑動的摩擦阻力更大，剪切過程試樣不沿接觸齒面產(chǎn)生滑動，水平剪切推力更易克服齒面土體強度阻力，剪切破壞模式更趨向于齒面剪斷。雖然試樣沿齒面根部剪斷，導(dǎo)致齒面剪斷阻力增大，但剪切過程不需要克服界面間初始黏聚強度與摩擦阻力，因此峰值強度整體出現(xiàn)降低現(xiàn)象。

界面殘余強度反映試樣剪斷后沿剪斷界面間摩擦滑動行為的強弱，圖12呈現(xiàn)了界面試樣殘余強度變化規(guī)律?？梢姎堄鄰姸入S法向應(yīng)力增大而增大，高界面接觸角度時增幅越大(圖12a)； 殘余強度隨界面角度增大而增大，高法向應(yīng)力時增幅更大，低法向應(yīng)力時增幅有限。殘余強度以上變化規(guī)律與試樣剪切破壞模式有關(guān)。當(dāng)界面接觸角度與法向應(yīng)力均較小時，試樣破壞模式為齒間滑動，殘余強度為試樣沿齒面間的摩擦強度，因此殘余強度隨法向應(yīng)力與界面角度變化幅度有限； 隨著齒面角度與法向應(yīng)力增大，試樣破壞模式逐漸向齒間滑動-齒面剪斷過渡，試樣剪切破壞后不僅沿光滑齒面間產(chǎn)生摩擦，還要沿粗糙的剪斷面間產(chǎn)生摩擦，并且齒面剪斷位置距齒面根部越來越近，齒面剪斷面積越來越大，因此試樣沿粗糙剪斷面的摩擦阻力越來越大，殘余強度變化幅度越來越大。當(dāng)齒面接觸角度與法向應(yīng)力較大時，試樣趨于沿齒面根部的剪斷破壞，剪切破壞后試樣沿粗糙剪斷面的摩擦面積最大、摩擦阻力最大，此時殘余強度僅為試樣沿粗糙剪斷面間的摩擦強度，因此界面殘余強度達(dá)到最大。

3 結(jié) 論

通過開展簡化的黃土與三趾馬紅土界面剪切強力學(xué)特性試驗，獲取了界面接觸角度對試樣剪切破壞模式、強度與變形特性影響規(guī)律，得到以下結(jié)論：

(1)界面剪切破壞模式可分為齒間滑動、齒間滑動-齒面剪斷、齒面剪斷3種，并受界面接觸角度變化影響。齒面接觸角度越大，剪切破壞模式越趨于齒面剪斷； 齒面接觸角度越小，剪切破壞模式越趨于齒間滑動。

(2)剪切應(yīng)力-剪切位移曲線反映了界面的脆性剪切破壞特征； 峰值后剪切位移“跳躍”跌落越明顯，界面脆性剪切破壞特征越顯著。界面接觸角度越大，峰值前剪切剛度越大，剪切破壞位移越大，峰值后剪切位移跌落越明顯，剪應(yīng)力降低幅值越大，試樣越趨于脆性剪斷破壞。

(3)界面剪切過程產(chǎn)生明顯剪脹效應(yīng)，峰值剪脹角變化可反映出試樣剪脹效應(yīng)變化規(guī)律。峰值剪脹角隨法向應(yīng)力增大而減小，隨界面接觸角度增大呈先減小而后增大的趨勢，反映了界面剪切破壞模式由齒間滑動到齒間滑動-齒面剪斷、再到齒面剪斷的漸變過程。

(4)界面強度隨法向應(yīng)力呈非線性變化，并受界面接觸角度影響。界面間初始黏聚強度不同、剪切過程受力狀態(tài)多變、剪切破壞模式多樣，導(dǎo)致界面峰值強度組成復(fù)雜，并隨界面角度增大呈先增大后減小趨勢，變化幅度又隨法向應(yīng)力增大而增大； 殘余強度隨界面接觸角度增大而增大，高法向應(yīng)力時增幅更明顯。