《北京细砂土邓肯_张模型参数试验研究.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北京细砂土邓肯_张模型参数试验研究.pdf（4页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第卷第期年月岩石力学与工程学报二、,二二几云二,二越界,北京细砂土邓肯一张模型参数试验研究冯卫星常绍东胡万毅,石家庄铁道学院石家庄西南交通大学成都,铁道部第十六工程局北京摘要从实际工点取土样,通过常规三轴试验,得到了北京地区细砂土的邓肯一张模型参数,所得参数可作为北京地铁等设计、计算的参考值。关键词邓肯一张模型,细砂土,参数,试验分类号前吉一口二邓肯一张双 曲线模型 能较好地反映土体的非线性性态,概念清楚,易于理解,在岩土工程和地下工程的数值分析中得到广泛应用。在作具体数值计算时,要用到具体的参数值。一些文献、书籍和资料中给出了一般性的砂土、粘土 和黄土等 的邓肯一张模型参数。随着北京地铁建设
2、 的发 展,对地铁设计、计算和施工阶段结构分析的要 求在提 高,并且希望分析计算既不要太复杂,又能贴近实际。不少学者认为邓肯一张模型 用 于地下工程分析计算 包 括 结构分析、坑道稳定性分 析和 围岩 应力分析是比较理想 的,但是,北京地区细砂土 的 邓肯一张模型参数 尚未见有资料报道。本文在北京地铁王府井车站工点取样,通过常规三轴试验,得到 细砂 土 邓肯一张模型参数值。几。主应力差极限,为应变趋 于无限大的主应力差。初始模量简 布通过试验研究在年 指出,凝聚土和非凝聚土的初始模量都是侧限压 力 的指数函数,并可用下式表示一、尸。炭邓肯一张模型双曲线应力应变关系康得纳和柴拉斯高在年指出,凝聚
3、性土和非凝聚性土的应力应变关系可以用如下的双 曲线方程来表示式中尸,大 气压无因次基数 试验参数,可能小于,也可能大于,一一无因次指数 试验参数,一般在之 间。抗剪强度在工 程 实践中必须要控制各 部位土体的应变。对于应变强化的土体,通常认为 巧 线一应变为屈服强度,相应的应力也就称为抗剪强度,或在三轴试验 中称为破坏应力差一,。应力超过抗剪强度 亦即应变超过屈服 应变的土体,就认为发生 了塑 流。为便于判断发生 塑 流,引入 抗 剪强度一,并用破坏比,将它与应力差极限,一。相联系,即一几一,一几冬十一竺上石戈一少,值小于,一般在一之 间。峨库仑一摩尔卜准则根据库仑一摩尔准则,抗剪强度可以表示
4、为,仇尹式中,一主 应力 差。轴应变凡初 始模量,为双 曲线初始点的斜率一口一几,一初式中。,尹土体的粘聚力和内摩擦角。年月日收到初稿,年月日收到修改稿。作者冯卫星简介男,岁,博士,年毕业于中国人民解放军铁道兵工程学院铁道建筑系铁路隧道专业,现任教授,主要从事地十工程、岩土工程的教学和科研方面的工作。岩石力学与工程学报年切线模量在每个小主应力几为常数的应力应变关系 曲线上,任一点的切线模量为一浇对式进行微分,并经整理得一几、一凡艺,、石,石一少又一内凡口对试样加周围压力,并在周 围压力下 固结。当孔 隙水压 力的读 数接近零时,说明固结完成,记下排水管的读数开动马达,合上离合器,按的剪切应变速
5、率对试 样加载。按百分表读数为,组,召。,的间隙记读排水管读数和量力环量表读数,直到试样破坏为止。将式一代人式,即得由邓肯和张于年提出的土体非线性模型,外、几左,一初,一“,、万,一人,下尸一一一只一甲一一一一气一下一一一叮甲一一气少一甲一甲。,尸万万试件横截面积一活塞杆应力发挥度在计算中常用应力发挥度也称应力水平来衡量土体强度发挥的程度犷一令杳一一,于叮如果,则 土体抗剪强度 尚未充分发挥,强度恰好发 挥,则 土体发生塑流。值 愈大塑 流变形 愈大,但该值不超 过,一。,八一。切线体积模量起初,邓肯一张模型中采用切线泊松比群,但后来在实际应用中发现不太理想主要是按公式计算出的群值偏大,继而采
6、用切线体积模量作为计算参数一炭。式中,。试验确定的参数。由式和式可以看出,邓肯一张一模型具有个参数,即,二,左,甲,兀、和二。有机玻瑞策接排水玻瑞管或孔隙压力装工压力室试件接排水玻瑞管或孔隙压力装图三轴压缩试验装置地劝试验数据整理参数试验对试验数据进行整理,可得周 围压力几分别 为,的主应力差一与轴应变。之间的关系,以及轴应变。与体积应变。,之 间的关系 见 图。在本次试验 中,取峰值主应力差作为试样的抗剪强度。不 同周 围压 力几下 的试样破坏应力值列于表。试样制备在施工现场北京地铁王府井 车站 用自制的取土桶高,直径为的 圆柱桶取原状细砂土层土样桶,并在现场对取土桶进行 密封,按土 的原来
7、上、下 方 向装箱,由专人负责运回试验室。开封取 土桶,将土样按原来的方 向装入切土器,切制成圆柱形试样将试样放入土样筒,并在饱和设备中饱和。固结排水剪切试验试验是在某高校土工试验室进行 的,试验装置如图所示。主要试验步骤为记录体变管的初始读数表细砂土不同围压。下的破坏应力值一内一,。,甲值由表可绘出不同周 围压力下的摩尔应力圆 见图,从图中可得,甲,即。君,值因实际的应 力应变关系并非完全符合所假定的第卷第期冯卫星等北京细砂土邓肯一张模型参数试验研究刃一表细砂土各围压。下的压一。和。,值,一。,内一 内,丙丙一一山芝、注。,一外几几次飞内刃泞月皿百工么图细砂土的仍一外。,和。,关系曲线坛价一
8、丙。巴,图一。价一内。的关系。叭一几。,表细砂土的场,凡值肠凡,氏芝卜几叮一 外,一叮、平均,图细砂土各围压外下的摩尔应力圆到 免的表细砂土各围压下的只和乙值乙双 曲线,往往在开始和最后接近破坏的一段,将几一一。,应力应变双 曲线关系转换成。,一几。直线关系时,试验 数据对线性关系有些偏离。为 了减少人为 因素,使整体 符合得好,根据文,在取直线的截距。一和,一几值时,使直线通过应 力水平及的点。据此可获得表的结果。由表可绘出。一。的关系直线 如图所示。由图可确定“,值,并进一步得到,值见表。,刀值由表求得表的数值取大气压尸,一。由表可绘出图,并从 图中可以得到,祝,内几尸外飞,一诃兀。,。值
9、由图可以求得不同 围压下 的一一一所对应的。,和,一。,数值见表。由表可绘出刀尸。之 间的关系图见图,并从 图中可求得,仍至此求得邓肯一张一模型全部个参数,见表。岩石力学与工程学报年二表邓肯一张一模型参数,】一一参数名称数值甘汽尸,弓,山、气,卜以的帕甲位,几护扭 护的关系一外、结语表各围压。下的和值一,伪几气丁仍一几一叮。要一,、斋地下工程分 析计算的可靠与否,主要 取决于 两个方面一是分析计算所选用的模型是否贴近实际,二是分析计算所用 的参数是否 准确。当然,地下 工程是一个灰色 系统,许多间题至今尚未 搞 清楚,也很难搞清楚。因此,完全符合 实际的分析计算模型和完全准确的参数都是难以获得
10、的,只能是 使模型尽量符合实际,使参数尽 量准确。本 文所作的试验研究,目的就是为北京地区的地 下工程用邓肯一张模型作分析计算时提供尽 可能准确的参数。但是试验获得的参数值还不 能直接用于工程实际,尚需结合经验作适当修正。另外,由于经费原因,本次试验的组数较少,这是一个不足。场一一一上一、。气气卜口的,勺、参考文献。,内、下尸一外,的关系丙朱百里,沈珠江,龚晓南等计算土力学上海上海科学技术出版社,陈仲颐,周景星,王洪瑾土力学北京清华大学出版社,孙钧,汪炳监地下结构有限元法解析上海同济大学出版社,王复来邓肯模型的改进岩土工程学报,创刊号一一勺二名。夕二歹几礴冬扛乙刁必“”几幼以必几夕。夕。二。夕“。梦万以,勺。夕”秒,邵勿,几夕一一一,