双轴压缩试验中砂土剪切带形成的离散元模拟分析

吹填淤泥是典型的由水力吹填形成的欠固结沉积软土,因此常选用真空预压法对其进行加固。由于吹填淤泥缺乏稳定的土骨架结构,在真空预压过程中土颗粒发生大范围的流动。随着颗粒流动的发生,土体孔隙结构产生不均匀分布,并且排水板周围形成相对密实和弱透水性的\"土柱\"。文中利用离散元方法,数值模拟真空预压过程中吹填淤泥地基固结过程,研究固结后土体孔隙率的不均匀变化随多个因素的变化规律。其次,依据数值模拟的结果提出一种新的真空固结吹填淤泥地基的施工工艺。该施工工艺通过调整打设排水板的步骤提高真空预压固结的效率。

离散元模拟碎裂结构岩体应力传播特征——采用udec数值分析软件,建立碎裂结构岩体数值模型,研究碎裂结构岩体应力传播的结构效应。碎裂结构岩体既不同于块裂结构岩体,又不同于完整结构岩体,这种结构岩体在无围压和低围压条件下应力传播和变形特征具有明显的结构效...

为了研究建筑织物膜材的剪切力学性能,提出一种新的剪切测试方法。采用中心区域宽度和四臂长度均为16cm的十字形试件,试件纱线的经纬向与加载方向呈45°角。根据膜材变形和应力关系,推导了剪应力和剪应变的计算方法。定义了使试件中心区域产生三个循环剪应力场的加载谱,循环产生正负交替的剪切应力。试验采用表面抛光的(polyvinylidenefluoride,聚偏氟乙烯)涂层膜材,测量x、y两个方向的应力和应变,通过计算得到剪切应力应变曲线,并对试验结果进行分析。结果表明,新的剪切测试方法能够反映建筑织物膜材剪切力学性能。最后通过有限元方法模拟材料受剪状态下的应力和应变,与试验得到的应力值和应变值相近。

以数字化摄影测量技术为基础,利用可视化室内模型试验及三维离散元数值模拟方法,对不同承台尺寸的带承台单桩荷载传递特性、桩周土变形分布模式及细观结构参数变化规律进行研究。研究结果表明:基桩在加载初期首先达到极限承载力,带台单桩的后期承载力主要由承台下土体来承担,随着承台尺寸的增加,承台对基桩承载力的削弱作用以及对土体侧向变形的约束效应逐渐增强。对于较大承台带台单桩,其竖向变形影响范围将扩展到桩端附近,桩端土体仍然呈现单桩的孔穴扩张变形模式,小承台带台单桩随桩端土体的刺入呈冲剪破坏模式,而大承台带台单桩最终呈现一定的整体剪切破坏模式。研究成果对于其他桩型工作机理研究具有重要参考价值。

利用弯曲元测试砂土剪切模量的国际平行试验——首先介绍了弯曲元技术的基本原理和应用研究情况，然后详细报道了浙江大学岩土工程研究所参与此次国际平行试验的试验内容和初步分析结果。试验对象为饱和toyoura砂，内容为排水条件下的多级加荷三轴(固结比kc=l，2...

无粘性土中剪切带形成的数值模拟——1、解决应变局部化问题的关键是需要在数值分析过程中采用状态相关的本构模型。　　2、排水条件下，剪切带容易在紧砂中产生，而不容易在密砂中产生。　　3、剪切带产生以后，土体中的变形分为两种模式：即剪切带中的塑性软...

砂土单调剪切力学性状的颗粒流模拟——利用离散单元法中的二维颗粒流方法(pfc2d)，采用了两种不同接触刚度模型对福建标准砂常规三轴试验结果进行了细观数值模拟，并探讨了不同围压水平下两种接触刚度模型的适用性．研究结果表明：对于hertz-mindlin接触模型，细...

粉砂土及其加筋土大三轴剪切试验及结果分析——加筋复合体中，土工格栅的作用相当于给土体施加等效围压．在有限元计算中，可以用等效围压代替格栅的作用，加在土单元上，模拟筋材本身的单元并不出现．等效围压值的大小取决于筋材的变形．通过试验分析表明，当-...

超固结粘土的剪切带数值模拟——基于中井的子负荷面本构关系模型，采用高精度的隐式应力积分算法，研究了平面应变试验中超固结粘土试样的变形局部化问题。模拟了不同的加载速度和边界约束条件，得到了超固结比为8的藤森粘土土体内部明显可见的x型剪切带和单一型...

云南磷化集团下属的尖山磷矿坡顶出现裂缝后,采取了包括停产、封堵处理裂缝、加强坡顶的巡回观测等一系列措施,避免了裂缝的进一步发展和恶化,对边坡的暂时稳定性起到积极的作用。但在对该矿山稳定性的判断上由于监测数据不足,存在一定的误区。以云南磷化集团矿山重大事故隐患辨识和危险性评价研究为依托,采用离散元对边坡稳定性进行了模拟,模拟结果表明,在现状条件下(边坡长200m),如果出现裂缝的区域全部滑落,则大约滑落量为95万m3,严重影响到采场采剥作业的人生及设备安全。经方案比较,局部放缓成本较低,可降低相关风险。

砂土应力路径试验的数值模拟——在一组应力路径试验的基础上，利用砂土的状态相关本构模型，对不同应力路径下饱和砂土在三轴固结排水剪切过程中的变形特性进行模拟。将模拟结果与试验结果进行比较，发现这种状态相关本构模型不仅能够较好地模拟出不同应力路径下...

深基坑中剪切带的形成及局部化变形试验研究——由于高层建筑以及地铁工程的迅速发展，上海深基坑工程已经深达第五层灰色黏士所在范围，本文运用国内第一台平面应变仪对上海第五层灰色黏土进行了常规平面应变试验，试验过程中量测了孔隙不压力的变化以及应变局部...

为探明砂土地层盾构隧道掌子面的稳定性,以chambon和corté开展的模型试验为基础,采用三维离散元方法研究了隧道埋深对隧道掌子面稳定性的影响规律,并从细观角度解释了开挖面失稳机理.离散元模型引入了三维柔性应力边界,将模型试验中空气或流体压力对掌子面的支撑效应抽象为作用在掌子面颗粒上的指定支护压力,逐步减少该压力,结合地层变形精确得到极限支护压力.通过删除进入隧道轮廓内的砂土颗粒模拟盾构开挖,以考虑该施工力学行为对掌子面稳定性的影响.研究结果表明:隧道埋深与隧道直径之比小于等于1.0时,掌子面极限支护压力随埋深增加而增加,此后趋于稳定,砂土地层中极限支护压力比随埋深增加而减少,地表沉降突增点对应的支护压力小于掌子面极限支护压力,失稳区直接发展到地表,工程中应同时关注地表沉降与仓内支护压力以保证开挖面稳定;隧道埋深与隧道直径之比大于等于2.0时拱顶上方形成了稳定的塌落拱,延伸高度分别约为0.7d(隧道直径)~1.3d与0.9d~2.3d.

为探明砂土地层盾构隧道掌子面的稳定性,以chambon和corté开展的模型试验为基础,采用三维离散元方法研究了隧道埋深对隧道掌子面稳定性的影响规律,并从细观角度解释了开挖面失稳机理.离散元模型引入了三维柔性应力边界,将模型试验中空气或流体压力对掌子面的支撑效应抽象为作用在掌子面颗粒上的指定支护压力,逐步减少该压力,结合地层变形精确得到极限支护压力.通过删除进入隧道轮廓内的砂土颗粒模拟盾构开挖,以考虑该施工力学行为对掌子面稳定性的影响.研究结果表明：隧道埋深与隧道直径之比小于等于1.0时,掌子面极限支护压力随埋深增加而增加,此后趋于稳定,砂土地层中极限支护压力比随埋深增加而减少,地表沉降突增点对应的支护压力小于掌子面极限支护压力,失稳区直接发展到地表,工程中应同时关注地表沉降与仓内支护压力以保证开挖面稳定;隧道埋深与隧道直径之比大于等于2.0时拱顶上方形成了稳定的塌落拱,延伸高度分别约为0.7d（隧道直径）~1.3d与0.9d~2.3d.

滑坡侵蚀离散元分析研究——首先介绍了离散单元法分析原理，用铜王公路2滑坡侵蚀实例建立了地质模型，根据黄土中实际最为发育的垂直节理面以及层面来划分单元及建立计算模型，滑坡体被这2组结构面分割成297个单元，滑体以下的滑床基岩部分作为固定单元处理。...

基于数字照相的砂土剪切变形模式的试验研究——利用自行研制的数字照相量测软件包photoinfor和自行设计的大型剪切试验装置，在不同围压下，对砂土的剪切变形模式以及土体变形局部化的发生、发展和演变过程进行了全面观测．结果表明：砂土变形区域呈纺锤型，由多...

饱和砂土最大动剪切模量的不同试验对比研究——对233个饱和砂土土样室内试验确定的最大动剪切模量和同一位置现场原位试验确定的最大动剪切模量进行了对比研究。结果表明：两者相差很大，室内试验结果基本上小于现场试验结果，埋藏深的土样相差更大；室内试验的...

土体在初始液化后仍然可能承受动荷载作用发生大变形。引入流体力学中的剪应变率和表观黏度的概念,对振动扭剪试验中饱和砂土液化后的流动特性进行了分析。分析中将砂土的状态分为0有效应力状态和非0有效应力状态。结果表明,砂土在0有效应力状态下表现出与静扭剪试验类似的"剪切稀化"非牛顿流体的特征,表观黏度随着剪应变率的增大而减小。加载周数对"剪切稀化"状态下的剪应变率幅值有影响,随着加载周数的增加,剪应变率幅值逐渐增大,而对流动曲线的形状没有影响。在非0有效应力状态下,砂土的表观黏度随应变的增大而增大,随孔压比的减小而增大,且所有的试验得到的表观黏度与孔压比具有一致关系。

随着国家对基础设施建设投资力度的不断加大,一些需要穿越碎石土体的隧道不断涌现。针对铁路、公路建设中遇到的碎石土隧道的自稳问题,利用改进后的三维离散元模型及编制的计算软件,对碎石土隧道的自稳性进行了模拟分析,探讨了粒径与隧道自稳性之间的关系,研究了粒径分别为0.1,0.2,0.35,0.5,1,2m等碎石土隧道能够自稳时的最大跨度,并模拟分析了碎石土隧道塌落量与跨度之间的关系。使用的方法和得出的结论对类似工程有一定的参考意义。

碎石土隧道自稳性的三维离散元分析——随着国家对基础设施建设投资力度的不断加大，一些需要穿越碎石土体的隧道不断涌现。针对铁路、公路建设中遇到的碎石土隧道的自稳问题，利用改进后的三维离散元模型及编制的计算软件，对碎石土隧道的自稳性进行了模拟分析，...

通过对福建标准砂进行不同围压、不同中主应力系数下的不排水真三轴剪切试验,分析砂土在不排水状态下的应力与应变特性、强度与变形特性,并研究偏应力、孔隙水压力、应力比、有效主应力比随中主应力系数的变化规律。

基坑土体卸荷剪切模量真三轴试验研究——通过对基坑土体真三轴卸荷不排水试验结果的分析，研究了由广义虎克定律推导出的土体广义剪应力与广义剪应变的关系，并根据土体实际应力路径定义了中主应力系数，推导了基坑土体卸荷切线剪切模量计算公式。研究表明：土体...