浅谈考虑初始缺陷剪切带形成试验研究与数值模拟

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1、同济大学土木工程学院硕士学位论文考虑初始缺陷剪切带形成试验研究与数值模拟姓名：陈柏全申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：袁聚云20090301摘要目前，剪切带的研究已经成为岩土工程界的热点课题之一，土体剪切带的形成与土体的逐渐破损理论是当今国际力学界和岩土工程界十分关注的焦点。近年来，我国岩土工程界逐渐重视对剪切带问题的研究，在实际工程中因为土体局部化变形导致破坏的情况，在深基坑、高路堤、隧道、土石坝等工程实践中经常遇到。国内外关于剪切带的研究大多集中在对砂土的研究，关于砂性土剪切带的试验研究在国际上已有大量文献报道，对粘性土剪切带的研究却较少。

2、考虑初始缺陷的土体剪切带研究更是非常少，只有VardoulakisI和GrafB做过一些砂土方面的研究，而对粘性土进行考虑初始缺陷的剪切带研究未曾见报导，为了深入研究剪切带在初始缺陷下的形成及土体的破坏机理，本文将以上海第五层灰色粘土为研究对象，进行常规平面应变试验以及考虑初始缺陷的平面应变试验，得出各种初始缺陷角度对剪切带形成及土体破坏机理的影响，并把各种参数与初始缺陷角度关联起来，得出一些计算公式。为了进一步深入对考虑初始缺陷的剪切带形成及破坏机理的认识，本文还运用有限元软件ANSYS分别对不考虑初始缺陷和考虑初始缺陷的边坡工程进行了模拟计算，进一

3、步研究初始缺陷的影响。由于时间关系，本文所作的工作只是一小步，今后还有大量的工作有待开展。关键词：初始缺陷，平面应变，剪切带，初始损伤，变形局部化，数值模拟，边坡工程AbStractABSTRACTAtpresent，thestudyofshearbandhasbecomeoneofthehottopicsamonggeotechnicalengineering．Theformationofshearbandandthesoilgraduallydamagetheoryisthefocusofattentionofinternationalmechan

4、icsacademicsandgeotechnicalengineering．Inrecentyears，Chinaattachesgreatimportancegraduallytothegeotechnicalshearbandstudy．Inpractice，ithasleadtoabreachofdamagebecauseofthelocalizationdeformation．Inengineeringpracticeofdeepfoundationpits，highembankments，tunnelsandSOonoccurredocca

5、sionally．Mostresearchontheshearbandfocusedontheresearchofsandathomeandabroad．Shearbandofsandexperimentalstudyhasreportedalotintheinternationalcommunity,thestudyofshearbandonclayisrelativelyless．Thestudyoftheconsiderationofinitialimperfectionsismuchless，onlyVardoulakisIandGrafBha

6、ddidsomeresearchaboutsand，andnoonehasdidstudyonclay．Foranin-depthstudyontheformationofshearbandundertheinitialimperfectionsandthefailuremechanismofthesoil，inthispaper,thefifthlayerofgrayclayofShanghaiwillbethestudyobject．Conventionalplanestraintestandtheplanestraintestoftheconsi

7、derationinitial。imperfectionswillbedone．Gettheimpactsofallkindsofinitialartificialanglestotheformationoftheshearbandandthefailuremechanismofthesoil．Associatedallparameterswiththeinitialartificialjointsandgetsomeformulas．Inordertofurthertheunderstandingoftheformationoftheshearban

8、dconsideringtheinitialimperfectionsandthemechan