SBPM试验不同长径比颗粒流细观模拟.pdf

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1、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学报１００４－９６６５／２０１４／２２（１）００９１０７ＳＢＰＭ试验不同长径比颗粒流细观模拟①①②张亚飞徐光黎胡焕忠（①中国地质大学工程学院武汉４３００７４）（②武汉中交岩土工程有限责任公司武汉４３００５２）摘要自钻式旁压试验（Ｓｅｌｆｂｏｒｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｍｅｔｅｒ）具有对原位土体扰动小，测试深度大，能够得到不同深度处土体的应力变形曲线，在测定地基土性参数和地基承载力上具有广阔的应用前景。然而受分析手段和研究水平限制，目前对ＳＢＰＭ试验不同

2、长径比（ｌｅｎｇｔｈｔｏｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏ）测定器加载过程中周围土体的细观变形响应研究较少，而土体参数的确定与其变形机制３Ｄ是密切相关的，基于此，应用ＰＦＣ（ＰａｒｔｉｃｌｅＦｌｏｗＣｏｄｅｉｎＴｈｒｅｅＤｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）颗粒流程序对不同长径比Ｌ／Ｄ（６、１０、１５、２０）下自钻式旁压试验进行了数值模拟，对测定器孔应变一定时，周围土体的位移场和应力场分布变化进行了分析研究。试验结果表明：根据长径比的大小，位移场和径向应力场分布可分为两种形式：当长径比Ｌ／Ｄ＝６时，位移场和应力场分布呈“弧形壁灯笼状”，测定

3、器周围土体变形在其高度上不符合平面应变轴对称条件，且Ｌ／Ｄ＝６时的土体应力小于后３值（Ｌ／Ｄ＝１０、１５、２０时）；当Ｌ／Ｄ＝１０、１５、２０时，则呈“直壁灯笼状”，此时在测定器高度上应力分布比前者均匀，其变形基本符合平面应变轴对称条件。径向应力在测定器附近两侧形成近似成对称分布的数个应力集中区。当测定器径向应变一定时，随着Ｌ／Ｄ的增大孔壁处土体径向应力逐渐呈负指数减小并趋于稳定。关键词自钻式旁压试验不同长径比颗粒流位移场土体应力中图分类号：ＴＵ４３文献标识码：Ａ３ＤＰＦＣＭＥＳＯＳＣＡＬＥＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＯＦＳＥ

4、ＬＦＢＯＲＩＮＧＰＲＥＳＳＵＲＥＭＥＴＥＲＴＥＳＴＷＩＴＨＰＲＯＢＥＳＯＦＤＩＦＦＥＲＥＮＴＬＥＮＧＴＨ－ＴＯ－ＤＩＡＭＥＴＥＲＲＡＴＩＯＳ①①②ＺＨＡＮＧＹａｆｅｉＸＵＧｕａｎｇｌｉＨＵＨｕａｎｚｈｏｎｇ（①ＦａｃｕｌｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ４３００７４）（②ＴｈｅＣｈｉｎａＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｗｕｈａｎ４３００５２）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｓｅｌｆｂｏｒｉｎｇｐｒｅｓ

5、ｓｕｒｅｍｅｔｅｒ（ＳＢＭＰ）ｈａｓｌｉｔｔｌｅｔｏｎｏｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｔｏｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｓｏｉｌａｎｄｈａｓａｌｏｎｇｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄｅｐｔｈ．Ｉｔｃａｎｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｓｔｒｅｓｓａｎｄｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｏｆｓｏｉｌａｔｄｅｐｔｈａｎｄｈａｓａｎｅｘｔｅｎｓｉｖｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｌｉｍｉｔａ

6、ｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅａｎａｌｙｔｉｃａｌｔｏｏｌｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｌｅｖｅｌ，ｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｓｏｉｌｄｕｒｉｎｇｌｏａｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎＳＢＭＰｔｅｓｔｗｉｔｈｐｒｏｂｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｎｇｔｈｔｏｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏ（Ｌ／Ｄ）ｈａｓｓｅｌｄｏｍｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄｕｐｔｏｐｒｅｓｅｎｔ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｏｉｌｐａｒａｍｅｔｅｒｉｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｉｔｓｄｅ

7、ｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓ，ｔｈｅｓｅｌｆｂｏｒｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｍｅｔｅｒ（ＳＢＰＭ）ｔｅｓｔｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｎｇｔｈｔｏｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏ（Ｌ／Ｄ＝６，１０，１５，２０）ｉｓ３ＤｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙＰＦＣ（ＰａｒｔｉｃｌｅＦｌｏｗＣｏｄｅｉｎＴｈｒｅｅＤｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）ｐｒｏｇｒａｍｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄ收稿日期：２０１３－０４－２３；收到修改稿日期：２０１３－１０－１５．基金项目：国家自然科学基金项目（４

8、１０７２２１８）资助．第一作者简介：张亚飞，主要从事土体原位测试方面的研究工作．Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｙａｆｅｉ００１１１＠１６３．ｃｏｍ９２ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学报２０１４ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｓｔｒｅｓｓｆｉｅｌｄｏｆｔｈｅｓｏｉ