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考虑粒径对砂土宏细观剪切性质的试验研究

王博 吕果 李江

王博, 吕果, 李江. 考虑粒径对砂土宏细观剪切性质的试验研究[J]. 岩土工程技术, 2023, 37(5): 618-622. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.05.017
引用本文: 王博, 吕果, 李江. 考虑粒径对砂土宏细观剪切性质的试验研究[J]. 岩土工程技术, 2023, 37(5): 618-622. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.05.017
Wang Bo, Lv Guo, Li Jiang. Experimental Study on Micro-macro Shear Properties of Sand Considering Particle Size[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2023, 37(5): 618-622. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.05.017
Citation: Wang Bo, Lv Guo, Li Jiang. Experimental Study on Micro-macro Shear Properties of Sand Considering Particle Size[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2023, 37(5): 618-622. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.05.017

考虑粒径对砂土宏细观剪切性质的试验研究

doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.05.017
详细信息
    作者简介:

    王 博,男,1988年生,汉族,山西大同人,硕士,工程师,主要从事岩土工程勘察、设计及施工的研究。E-mail:konguu4@163.com

  • 中图分类号: TU 411

Experimental Study on Micro-macro Shear Properties of Sand Considering Particle Size

  • 摘要: 为探究砂土粒径对其抗剪强度的影响,利用应变控制式直剪仪和离散元软件,分别进行了3种不同平均粒径砂的剪切试验,从宏观、细观两个角度对砂展开了剪切特性分析。研究表明:抗剪强度随法向应力和平均粒径的增加而增大,内摩擦角随平均粒径的增加而增大。建立了砂土抗剪强度多元线性预测模型,且模型预测准确。平均粒径的增加致使剪切带厚度增大。剪切带厚度与法向应力关系可用一元二次函数表达。因此,在实际工程施工中,合理采用粒径较大的砂土有利于提高抗剪能力。

     

  • 图  1  应变控制式直剪仪示意图

    图  2  试验用砂

    图  3  剪切应力–剪切位移特征曲线

    图  4  模型与试验数据对比

    图  5  抗剪强度–法向应力关系

    图  6  土体直剪试验PFC2D离散元模型

    图  7  剪切应力–剪切位移试验与模型对比

    图  8  剪切带厚度观条设置示意图

    图  9  不同平均粒径下剪切带厚度变化

    表  1  各情况下抗剪强度表

    平均粒径d/mm法向应力σ/kPa抗剪强度τf/kPa
    0.155027.56
    10051.40
    15079.24
    200106.37
    0.365029.64
    10055.24
    15082.64
    200115.64
    1.225032.64
    10063.25
    15093.70
    200128.53
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    表  2  剪切带厚度L与法向应力σ拟合关系

    粒径类型拟合函数相关系数R2
    dL = -0.00002 σ2 + 0.015 σ + 16.11.000
    dL = -0.00004 σ2 + 0.017 σ + 6.80.997
    dL = -0.00002 σ2 + 0.011 σ + 2.71.000
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-08-31
  • 修回日期:  2022-11-09
  • 录用日期:  2023-05-06
  • 刊出日期:  2023-10-16

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