浅谈取土扰动对土的抗剪强度的影响机理研究

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1、同济大学硕士学位论文取土扰动对土的抗剪强度的影响机理研究姓名：李家平申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：高大钊2002.12.1取土扰动对土的抗剪强度的影响机理研究摘要本文在广泛了解国内外研究现状的基础上，尝试分析取土过程中取样管与土的传力体系。将取土器与土的相互作用力分为挤压力和摩擦力，并分析了挤压力、摩擦力的形成、特点及决定其大小的因素，划分了取土筒切入引起土体破坏的模式。并在对产生扰动的因素分析的基础上，提出计算扰动带宽度的数学模型。／利用有限元程序ANSYS对切入过程作了初步数值模拟，以应变为标准评价取土过程产生的扰动，—弄芬菥了取士筒参数对扰动程度的影

2、响。根据模拟结果，取土器切入时的撕裂、挤压和摩擦作用在周围±体中产生了扰动影响。特别是经过刃角处强烈应力集中作用后的筒壁附近土以及无活塞取+器内部上端土，扰动最为明显，形成环形和上端塑性扰动带。中心部位扰动相对较小，该位置土位移以竖向为主，竖向应变经历了从压缩到拉伸的过程。取土器的面积比、摩擦系数和刃13角度大小均对扰动程度产生影哺：丫V取士卸荷改变了原位士的应力状态和同结状态，从而对士的强度产生影响。从理论莆『试验上分析了取十卸荷形成的超嘲结土和原位正常固结土的强度差别，推导了取十卸荷前后强度的关系公式。并通过试验得到润杨大桥北锚碇深基坑：[地浅层粉质粘土取土卸荷前

3、后强度转化参数A的试验值等3-"0．699。根据试验结果，无论粘性士还是砂土，天然土均具有结构性，取士过程破坏了天然士的结构性，造成室内测定的强度比实际强度明显偏低。恢复原位应力状态后，不仅可以测得更加真实反映实际的强度指标，而且可以有效地减小扰动影响造成的试验数据的离散性，效果非常显著，应该进一步研究推广。强度试验应尽可能使用经过凰预处理的原状大直径薄壁土样进行。由于取原状砂和对软粘土实施凰预处理这两项工作操作起来确实存在很多困难，所以不排除使用重塑砂样和等向固结预处理进行试验，但应抓紧这方面的研究，争取早日制定取原状砂和墨预处理的实用简化方法。关键词：取土扰动取土

4、器抗剪强度有限元超固结比结构性预固结ResearchonMechanismofInfluencetoShearStrengthbyDisturbanceduringSamplingABSTRACTBaseonthestudyofresearchstatusbynativeandaboardresearchers，thisthesistriestoanalysismechanicssystembetweensoilandsamplerduringsampling．Theforcebetweensoilandsamplerwasclassifiedwithcrushand

5、friction．Alsotheformation，characteristicandfactorsdeterminingthescaleofcrushandfrictionwereanalyzed．Failuremodesinthesoilweredividedandmathematicalmodelusedforcalculatedwidthofdisturbancewasbroughtforward．Primarynumericalsimulationwasperformedontheprocessofsamplingusingfiniteelementprog

6、ram．Withthecriterionofstrain，assessmentsonthedisturbancecausedbysamplingandontheinfluenceofparametersofsamplerwerealsoperformed．Fromtheresultsofthesimulation，itcanbeseenthatdisturbanceinthesoilaroundthesamplerarousefromthetearcrushandfrictionbetweensoilandsampler，Especiallyinthesoilclos

7、ebythewallofsamplerwhichhassufferedfromthestress—raisewhentheypassbythebladeofsamplerandinthesoilonthetopofsamplecollectedbysamplerwithoutpistonWhereasdisturbanceinthesoillocatedatthecenterofsamplewasrelativelysmall．Soilatthissirewasdominatedbyverticaldisplacementandexperienced