探析当前的土工直接剪切试验技术.pdf

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1、第34卷第6期企业技术开发2015年2月TECHNOLOGICALDEVELOPMENT0FENTERPR．ISEFeb．2015Vo1．34No．6探析当前的土工直接剪切试验技术许小敏，杨平(江苏省交通规划设计院股份有限公司，江苏南京210014)摘要：文章主要对现阶段土工项目中的直接剪切试验技术进行分析，首先介绍了基于该项技术之上的仿真建模，并结合图例对该建模的具体应用进行分析和研究，然后以直剪试验技术常用直剪仪为例，分析影响该项试验技术相关参数的影响因素。关键词：直剪试验技术；仿真建模；土样；应用；参数中图分类号：TU411．7文献标识码：A文章编

2、号：1006—8937(．2015)06—0166—01在土工项目中，土力学试验主要用于对土壤性能的测试，们的位移固定，随后是约束它们在下盒上的方向，再借助其目的在于掌握其物理力学指标，从而为施工设计提供土体参FLAC3D开始水平移位。数。目前，土力学试验种类较多，直接剪切试验是目前应用较为聃{僦广泛的室内土工技术之一，它凭借操作简便、成本低廉等一系列优点广受业界重视。蓉心熊1直剪实验技术的仿真建模与应用辩一1．1FLAC3D及相关假定这是一种在20世纪80年代有美国研发的三位程序，它是从拉格朗日差分之中发展而来的，目前这一程序在各个国家的土工项目中有所

3、应用，除了涉及到岩土工程，还涉及到地质、成矿等多个领域。基于该项程序之上的求解也采用了多种计算方法，如离散模型法、动态松弛法等，在计算土体非线性等方面十图1仿真模型图分优越，是直接剪切试验技术下仿真建模的一样必要程序。1．3具体应用操作土体强度的差异性常是由多种因素所导致，因此在借助直①先生成圆柱形土体建模，具体的应用操作可借助Cylinder接剪切试验技术对此进行计算时，无论是采用理论方法还是采来实现，建模完成后进行网格划分，划分完成以后，借用Shell模用试验或是仿真等方法，从现阶段的技术应用看来都无法将全拟上下盒，随后设置界面，具体位置选择在土体、

4、剪切盒间。部因素考虑周全。因此在进行模拟设定时需要从整体上把握这②对剪切土体材料的粘聚力、内摩擦角和泊松比分别进行些影响因素，然后，有主有次的进行处理，这也是目前科研领域设定，以Mohr-Coulomb为例，则上述几项材料特性分别为20kPa、在处理复杂问题时普遍采用的办法。这也就决定了建模的基本10。和0．35，设定完成后，选材上下盒。假定会因为影响土体强度的因素不同而有所变化，本文以其中③设置边界条件，在位移约束方面，上盒施加3个方向，而一种假定为例进行介绍：下盒则只从x、Y方向着手，操作完成后在土体表面施压，其压力①忽略土壤自重；②根据市内试验要求

5、来施加荷载，荷载值为前文提及4等级，压力施加完成后，水平移位5em。分4等级，从100kPa为基本点，每一等级增~IlOOkPa；③土体强1．4剪切实验分析度影响因素中，不考虑含水率，即排水固结问题；④将剪切面的从竖直施加压力方面来看，无论是应力值还是位移值土体位置假定在交接处，即上下盒平面处；⑤剪速恒定，当位移达到都有所改变，并呈现出与压力呈正相关的状态。0．5cm时，中断试验；⑥建模圆柱形土体。当压力=100kPa时，变化在土体中上部位置体现明显，但1．2生成模型图当压力逐渐增加时，应力区与位移区开始扩散。以位移为例，从直接剪切试验技术下的仿真模型图

6、如图1所示。从图中可压力盒的整体情况来看，靠近环形土体部分变化程度要比中间以看出，仿真建模中的土建模型为圆柱体，其尺寸同室内试验处小，这主要是由于固有摩擦力存在所导致的。在外部压力作相同，高和半径分别为2cm和3．09cm。该模型不仅设有256个用下，土壤有下移趋势，摩擦力向上就会同部分压力相抵消，从单元，同时也设有多个节点，数量可达325个。在模拟过程中，设而导致压力盒位置处的变形要比其它位置小。除上述变化之备所用直剪仪为控制式，这也同室内试验应用设备相同，只是外，试验后土体应力应变状态等也会发生改变，限于文章篇幅在建模过程中进行了简化。这样一来，垂直

7、加载设备和剪切转有限本文不以图文结合的方式进行说明，只是通过实验得出结动装置就被两个条件所替代，一是应力边界，二是位移边界。论，该次模拟的假定符合直接剪切试验实际情况。其中应力边界即为前文中所提及的四个竖向应力，位移边界则为上下盒，如图所示，x,y、z表示方向，在固定完上盒之后将它2直剪试验技术中对参数的影响分析2．1压应力偏心作者简介：许小敏(1986一)，女，江苏南通人，大学本科，助理工程师主要从事勘察技术与试验检测工作。实验操作初期技术人员需要对土样顶部施(下转第168页)168企业技术开发2015年2月的防护工作。验证原有A、B桩探测数据结果是否

8、准确。由于篇幅限制，本文2．4管波探测应用结果不对8个钻孔的具体检测数据值进行详