粘性土无侧限抗压试验PFC模拟的微观分析

无侧限抗压试验在研究粘性土的力学性质和破坏形态方面有着重要的作用,在本文中从微观方面出发利用颗粒流中的clump单元来模拟粘性土无侧限抗压试验的基本颗粒和 “柔性边界”。结果表明初始孔隙比、摩擦系数、 颗粒间的刚度和黏聚力都会对粘性土的力学性质和试样内部颗粒间粘结个数及排列方向的变化还有试样剪切滑移带的形态和相关内力变化产生显著的影响。     

南京粉土与粉质黏土的剪切带三轴试验与性状分析

利用全自动三轴仪,对南京地区典型的粉土、粉质黏土试样进行了固结不排水剪试验.研究具有剪切带性状试样的有效主应力比、孔隙水压力、偏应力随轴向应变的变化关系,简要分析了剪切带产生后的破坏形态、影响因素、应力一应变特性及软化特性.试验表明:具有剪切带性状的试样表现出单一型、"X"交叉型、单一局部型、两条平行型4种剪切破坏类型,同时偏应力、有效主应力比随应变变化的关系曲线具有明显的非线性,材料的剪胀性、结构的不均匀性是剪切带产生的基本条件.     

西香高速泸沽湖特大型桥梁处碎石土力学特性研究

针对桥梁重力锚布设对碎石土堆积体稳定性的影响问题,文章以西香高速泸沽湖特大型桥梁为例,围绕该处碎石土的力学特征与变形参数,采用室内大型三轴试验与PFC-FLAC耦合的数值仿真技术,建立柔性边界条件下的三轴试验模型,分析该碎石土的变形破坏特征以及力学机制变化规律。研究结果表明：在三轴试验中围压与初始弹性模量Ei呈正相关性,随着碎石土试样中粗颗粒料含量增加,内聚力会减少而内摩擦角增加;拟合得到该处碎石土试样破坏强度与围压的线性关系式：σcre=2.95σ3+176.105;三轴试样在低围压下,上下锥形区域持续压密吸收能量,碎石土试样内部出现两条剪切带,整体呈“X”形,随着围压的增加,能量出现冗余并向剪切带外扩散,产生新的裂隙,掩盖了剪切带的区域化特征,导致剪切带逐渐减少并在围压达到400kPa时消失。该研究结果对碎石土堆积体稳定性问题具有一定的参考价值和指导意义。     

不连续变形分析与土的应力应变关系

为研究土的复杂的变形机理 ,采用适用于不连续体问题的数值分析方法—— DDA (discontinuous deform ationanalysis)对土的平面应变试验进行了模拟。结合对颗粒间相互作用的理论分析揭示了土的弹塑性、剪胀性、应变软化、卸载 -再加载时的滞回圈、卸载体缩以及剪切带的形成等独特的应力变形现象和特性的微观机理。试验结果与数值模拟的对比表明 ,这是一种研究土的本构关系的强有力的工具     

土的剪切试验方法及其强度指标的分析与选用

1 引言 土的抗剪强度指标是掐土的内摩擦角Φ和粘聚力C。Φ、C值是挡土墙设计土压力计算、地基承载力确定、土坡稳定性分析、地基稳定性计算。地基基础设计的重要参数。准确测定Φ、C值,最直接和有效的方法是做原状土的剪切试验来获得。由于取土技术条件等因素,对于无法取得原状上样的土类,应采用现场大型剪切试验;对于软塑状态的粘性土,可采用现场十字板剪切试验;对于取土质量较高的土样,可以选用原状上室内剪切试验确定[1]。室内剪切试验常用的仪器主要有直接剪切仪和三轴剪切仪两种。根据太沙基有效应力原理,土的抗剪强度是由…     

土石混合料与岩石接触面变形特性模拟试验研究

以土-岩接触面滑坡为工程背景,用室内大型叠环单剪试验研究土石混合料与岩石接触面变形特性,重点分析法向应力、含水率、粗糙度对接触面变形特性的影响.研究表明,土-岩接触面的体变规律主要与法向应力有关,当法向应力小于400 k Pa时,表现为剪胀,400 kPa时试样表现为剪缩,体变随着剪切位移变化曲线呈"U"型变化趋势,粗糙度和含水率只影响体变的幅度.相同试验条件下,同一高度的土样剪切变形移随着法向应力以及粗糙度的增大而增大,饱和含水率土样较天然含水率土样剪切变形明显变小;接触面剪切带厚度受粗糙度、法向应力影响较大,随着法向应力和粗糙度的增加,接触面破坏形式,由滑移破坏向接触面剪切滑动带破坏再向土体内破坏转变,因此存在临界粗糙度和法向应力,使得接触面的破坏由接触面向土体内转移.在分析土-岩接触面常用模型适应性基础上,用统计损伤模型描述土-岩接触面应力位移关系较好.     

高强度钢正交切削过程中剪切变形局部化研究

通过正交切削实验对高强度钢30CrNi3MoV锯齿形切屑内剪切变形局部化的临界切削条件和绝热剪切带的分布规律以及微结构特征进行了研究．结果表明,因切屑剪切区内发生剪切变形局部化,在一定临界切削速度下切屑由带状屑转变为锯齿形切屑;对临界切削速度的理论预测和实验结果基本一致．随着切削速度的增加,剪切带的宽度和间距随之减小．在锯齿形切屑内发现两种剪切带即形变剪切带和白色剪切带．TEM观察表明,白色剪切带中心为等轴晶粒,剪切带内的组织结构经历了一系列复杂的演变过程．     

土微观结构特征的定量研究及其在工程中的应用

在不同类型粘性土的研究基础上 ,通过 SEM图像处理技术 ,提出了粘性土微观结构中结构单元体形态、定向性、孔隙特征等结构要素的定量评价指标 ,运用计算机图像处理技术 ,对几种粘性土在不同剪切荷载作用下的变形进行了分析。     

基于离散元的南海软粘土剪切变形模拟

软粘土剪切变形是决定海洋构筑物、管线安全存在的重要因素,离散元能有效模拟粘土剪切变形。通过对南海神狐海域原状软粘土开展固结不排水三轴试验,得到离散元模拟所需宏观剪切强度参数指标;采用试错法调整细观参数使得双轴压缩模拟结果与室内试验相吻合,标定出一组适用于南海软粘土的细观参数组合。离散元模拟结果得到,在应变达到5.3%时,土体发生破坏,形成一条与X轴反方向为49°的剪切带;应变增加到10%时,倾角增大到57°。测量圆对剪切带内外的应变进行监测得到,剪切带内土体初始应变较大,在达到4%应变后不再继续发生变形;剪切带边缘区域,土体应变持续增大;剪切带外应变较小。一般的室内三轴试验无法得到剪切带内外土体应变变化定量数据,离散元模拟是对室内三轴试验的重要补充。     

粘性土应力应变关系的归一化弹性模量及其应用

对饱和粘性土等向团结不排水剪切试验应力应变关系的归一化性状、弹性模量及其应用等几个问题进行了研究，提出了新的归一化变数，导出了弹性模量与地基土深度之间的关系，经工程实例验证，该关系或具有一定的应用价值。     

软土的损伤对剪切带形成的影响

在软土各向异性弹塑性损伤模型的基础上,把小应变模型扩展到有限应变模型,推导出不排水平面应变条件下的剪切带形成条件,分析Ko固结状态下各向异性损伤对剪切带形成的影响,计算结果表明,损伤变量越大,越接近不稳定状态,垂直方向损伤对剪切带的影响比水平方向的强裂。     

循环荷载作用下软土计算模型初探

根据循环三轴试验，得到了上海某地区粘土永久应变－有效应力－加荷周数的关系，对上海某地区三类软土的共振柱试验进行了分析研究。结果表明，三种土类的动剪切模量－剪应变，阻尼比－剪应变关系具有一定规律性。文章最后给出了上海某地区三类软土的动剪切模量比－剪应变，阻尼比－剪应变的数学表达式，并与实测值进行了对比，得到了满意的验证。     

循环加载后饱和软粘土退化性状的试验研究

基于上海地区淤泥质饱和粘土的循环加载试验,总结了正常固结下淤泥质饱和粘土的孔压发展规律,在前人工作的基础上,引入等效超团结比的概念,描述了循环加载后饱和粘土的强度及模量的退化规律,从而确定了循环加载后其应力应变双曲线模型中的参数．为动载后计算上体附加沉降提供了一种方法     

横观各向同性土对剪切带形成的影响

推广小应变的横观各向同性的剑桥土本构模型为有限应变情况，并根据变形局部化理论，引入简单剪切模量，分析不排水平面应变条件下土的横观各向同性对剪切带形成的影响，并以上海软土为例加以说明。     

Room temperature plastic deformation behavior of ZrCuNiAl bulk metallic glasses

The Zr_62.55Cu_17.55Ni_9.9Al₁₀ bulk metallic glass (BMG) was prepared by using copper-mold suction-casting. X-ray diffraction and differential scanning calorimetry were utilized to determine its structure and thermal stability. Uniaxial compression and Rockwell indentation tests were adopted to study the plastic deformation behavior at room temperature. The results show that the glass transition temperature and the onset temperature of exothermic reaction of the BMG are 651.5 and 748 K, respectively. During the compression test, the BMGs undergo an engineering strain of about 2.5%, i.e., true strain of 2.8%, and then fracture. The BMGs deform via the formation and propagation of shear bands. Under indentation loading, the BMGs deform through the formation of radiation-like and circular shear bands. The circular shear bands form earlier than the radiation-like ones. The formation mechanism of shear bands in the BMGs was analyzed and discussed.     

软土地层隧道抗震稳定分析

结合上海某地铁隧道工程，研究了隧道结构，周围土体及注浆材料的动剪应力，孔隙水压力及沉降量等的分布特征，评价了该隧道的抗震稳定性，采用了几种典型的地震波输入，对处于粘性土地层和砂性土地层中的隧道分别进行了动力响应分析，计算中，采用有效应力动力分析方法，并考虑了饱和软土的震陷对地下结构物抗震稳定的影响。     

多种应力路径条件下上海粉细砂的室内试验

通过多组排水条件下不同应力路径的平面应变压缩试验对上海粉细砂的变形强度特性进行了研究,试验结果表明:上海粉细砂的剪应变、体应变、塑性剪应变、塑性体应变、塑性功受应力路径的影响都比较明显,不能作为合适的硬化参数.根据多应力路径平面应变压缩试验结果提出了与应力路径不相关的修正塑性功参量及上海粉细砂本构模型的剪切硬化函数.     

聚丙烯纤维红黏土渗透性与剪切特性试验研究

通过三轴压缩试验研究了聚丙烯纤维红黏土的渗透性与力学特性.击实与渗透试验结果表明,纤维含量变化时,纤维红黏土的最大干密度变化较小,而最优含水率变化较大.在0.25%～0.80%含量下,纤维红黏土可保持较低渗透性.三轴固结不排水试验结果表明,纤维红黏土的抗剪强度随着轴向应变增加而增大,具有典型的加工硬化特征,且随纤维含量与长度增加而增加,同时围压显著影响纤维红黏土的剪切特性.当纤维含量较小时,破坏模式为鼓胀型;当纤维含量较大时,尽管试样轴向应变较大,但未发生破坏.     

上海软黏土结构屈服特性的试验研究

结构性与各向异性是天然沉积软黏土的两个重要特性。为研究其结构屈服特征,对上海软黏土进行了一系列相关试验,包括灵敏度试验、一维固结试验、K0固结试验、三轴排水应力路径试验。灵敏度试验研究表明,天然沉积上海软黏土在结构破坏前后的不排水抗剪强度存在明显差异,灵敏度为4.86,属高灵敏性土。一维压缩试验结果表明,原状上海软黏土在结构屈服前后压缩特性存在明显的差别,具有结构性土所特有的分段特征。不同应力路径下三轴排水剪切试验表明,上海软黏土具有显著的塑性各向异性,其初始屈服面在p'-q平面上呈倾斜的椭圆形状,但其对称轴略低于K0线。     

上海临港砂质粉土硬化土小应变模型参数研究

硬化土小应变模型(HSS模型)考虑了土体在小应变区域内刚度随应变的非线性变化,是土工数值分析中应用较为广泛的软土本构模型之一。上海地区软土的特性研究已取得了较为丰富的成果,但关于浅层砂质粉土的研究还不够全面。通过三轴固结排水剪切试验,三轴固结加卸载试验,固结试验以及共振柱试验,获得上海临港地区浅层砂质粉土的硬化土小应变本构模型的试验参数,包括土体的初始剪切模量、土体强度参数和加卸载模量等。将试验结果与已有文献的相关数据进行对比分析,试验结果可为上海地区浅层砂质粉土的深基坑工程数值分析提供参考数据,具有工程参考价值。