自钻式原位剪切旁压模型不同固结荷载颗粒流数值试验-岩土力学.pdf

第 35 卷第 2 期 岩 土 力 学 Vol.35 No.2 2014 年 2 月 Rock and Soil Mechanics Feb. 2014 文章编号：1000－7598 (2014) 02 －0591－10 自钻式原位剪切旁压模型不同固结荷载 颗粒流数值试验 1 1 2 3 张亚飞 ，徐光黎 ，申艳军 ，胡焕忠 （1.中国地质大学 工程学院，武汉 430074 ；2.西安科技大学 建筑与土木工程学院，西安 710054 ；3.武汉中交岩土工程有限责任公司，武汉 430052 ） 摘 要：自钻式原位剪切旁压仪具有扰动小，能同时测出不同深度土的变形和强度参数，在精确测定土体参数方面具有广阔 的应用前景。然而，目前受分析手段与研究水平的限制，对 SBISP 多级加载过程中周围土体的变形响应研究较少，而土体变 形参数的确定与其变形机制是密切相关的。基于此，应用 PFC3D 颗粒流程序对不同固结荷载 SBISP 模型进行了仿真数值试验， 试验结果表明：随着剪应力的逐级施加，中间区域颗粒的位移量不断增大，且位移矢量方向性更加显著，在第 5 级剪应力作 用下，影响区域位移矢量形状呈现为倒锥形；而随着上覆固结压力的增大，探头周围试样的受影响范围逐渐变小；在探头作 用下球颗粒的运动轨迹呈台阶状，台阶形态随距探杆中心距离增大而趋于平缓，球颗粒的 Z 向位移量亦随之呈负指数形式衰 减；此外，剪应力与探头摩擦系数呈正相关关系，但当摩擦系数达到某一阈值时，剪应力-位移曲线不再变化。其研究成果 对于深入开展 SBISP 试验多级加载过程中影响域内土体变形过程与变形模量之间关系研究具有重要启迪意义。 关 键 词：自钻式原位剪切旁压试验；颗粒流；变形响应；不同固结荷载；运动轨迹 中图分类号：TU 413 文献标识码：A PFC3D numerical experiments of self-boring in-situ shear pressuremeter model test under different consolidation pressures 1 1 2 3 ZHANG Ya-fei , XU Guang-li , SHEN Yan-jun , HU Huan-zhong