不连续蛇皮仿生鳞片

高应力下剪切强度提升21.9%

一种新的不连续鳞片表面结构，通过优化鳞片间距避免了高应力下的颗粒堵塞与界面过滑移，从而提升剪切强度。

赵子豪 · Kaixiang, Huang · Shiau, Jim S. · Ke, Lijun · Yongqiang, Tang · Xinjie, Zhou

Engineering Structures 2026

参数信息

峰值剪切强度提升幅度

21.9 %

技术优势

强度提升21.9%

高正应力下，不连续鳞片表面的峰值剪切强度比连续设计最高提升21.9%，直接增强结构-土体界面的抗剪能力。

避免颗粒堵塞

通过调整鳞片间距，在高正应力下不会发生连续设计中的颗粒堵塞和界面过滑移，保持完整的力链网络。

分层参数设计

根据基础深处的应力梯度变化，提出了分层鳞片间距配置，为实际工程表面纹理设计提供直接指导。

应用场景

• 结构-土体界面：用本设计参数加工桩基、锚杆表面，提升其与土体的抗剪强度。
• 仿生摩擦表面：提供一种新的蛇皮仿生纹理，通过离散鳞片优化摩擦特性。
• 仿生结构设计：给出鳞片间距与正应力的匹配规律，指导仿生结构参数选择。
• 岩土锚固：提升锚固界面抗剪能力，减小因颗粒堵塞导致的锚固失效风险。