›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (4): 1013-1022.doi: 10.16285/j.rsm.2016.04.014

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

单轴压缩湿砂土试样主应变轴偏转规律试验研究

顾 路1，王学滨1, 2, 3，杜亚志1，冯威武1   

  1. 1. 辽宁工程技术大学 力学与工程学院，辽宁 阜新 123000；2. 辽宁工程技术大学 计算力学研究所，辽宁 阜新 123000 3. 中国矿业大学(北京) 力学与建筑工程学院，北京 100083
  • 收稿日期:2014-07-16 出版日期:2016-04-11 发布日期:2018-06-09
  • 通讯作者: 王学滨，男，1975年生，博士，教授，主要从事工程材料变形、破坏及稳定性方面的研究工作。E-mail: wxbbb@263.net E-mail:wxbbb@263.net
  • 作者简介:顾路，男，1989年生，硕士研究生，主要从事数字图像相关方法方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(No. 51374122)；辽宁省科学事业公益研究基金资助项目(No. GY2014-C-008)；高等学校博士学科点专项科研基金联合资助(No. 20132121110006)；辽宁省高等学校优秀人才支持计划(No. LR2015029)。

Experimental studies of rotation angles of principal strain axes for wet sandy soil specimens under uniaxial compression

GU Lu1，WANG Xue-bin1, 2, 3，DU Ya-zhi1，FENG Wei-wu1   

  1. 1. College of Mechanics and Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin, Liaoning 123000, China; 2. Institute of Computational Mechanics, Liaoning Technical University, Fuxin, Liaoning 123000, China; 3. School of Mechanics and Architecture Engineering, China University of Mining and Technology(Beijing), Beijing 100083, China
  • Received:2014-07-16 Online:2016-04-11 Published:2018-06-09
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (NSFC) (51374122), Program for Liaoning Scientific Research Public Welfare Foundation (GY2014-C-008), Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (RFDP) (20132121110006) and Program for Liaoning Excellent Talents in University (LNET) ( LR2015029).

PDF (Chinese)

996

摘要： 利用自主开发的基于粒子群优化的数字图像相关方法，获得了单轴压缩湿砂土试样观测平面内主应变轴偏转角的时空分布规律。采用双三次样条插值方法，获取了任意位置的主应变轴偏转角，分析了土样将来出现剪切带位置、剪切带的中心及其尖端附近和剪切带外的主应变轴偏转角随纵向应变的演变规律。研究发现，随着纵向应变的增加，在土样观测平面内，主应变轴偏转角的范围由分散逐渐变得稳定，大部分区域最终分布在-10°～10°之间。当出现较清晰的剪切带以后（硬化阶段后期），剪切带内不同位置处主应变轴偏转角基本趋于恒定或稍有下降，大致稳定在-5°～5°之间，这与剪切带外的点的主应变轴偏转角均处于发展之中不同；而在剪切带尖端附近的点，主应变轴偏转角随纵向应变的演变规律比较复杂。

关键词: 砂土试样, 主应变轴偏转, 剪切带, 样条插值, 数字图像相关方法

Abstract: Using the self-developed digital image correlation method based on the particle swarm optimization algorithm, the spatiotemporal distributions of rotation angles of principal strain axes for wet sandy soil specimens are investigated under uniaxial compression. Using the bicubic spline interpolation, the rotation angles of principal strain axes at any positions are obtained to study the evolution of the rotation angles of principal strain axes with the longitudinal strains before the occurrence of a shear band, at its center, in the vicinity and at both sides of the band. It is found that with the increase of longitudinal strain, the rotation angles of principal strain axes change from a scattered distribution to a stable one; and at last, its range in most regions is -10°-10°. After the occurrence of an apparent shear band at the late stage of strain-hardening, at the center of the band, the rotation angles of principal strain axes tend to be stable or descend slightly, within a range of -5°-5°, while those at both sides of the band still increase. At tip of the band, the evolution of the rotation angles of principal strain axes is complex.

Key words: sandy soil specimen, rotation of principal strain axes, shear band, spline interpolation, digital image correlation method

中图分类号: 

  • TU 454

[1] 张科, 李娜, 陈宇龙, 刘文连, . 裂隙砂岩变形破裂过程中应变场及红外辐射 温度场演化特征研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 95-105.
[2] 孙红, 宋春雨, 滕慕薇, 葛修润. 加荷条件下软黏土的孔隙演化特征[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 141-146.
[3] 付龙龙, 周顺华, 田志尧, 田哲侃, . 双轴压缩条件下颗粒材料中力链的演化[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2427-2434.
[4] 李新明, 孔令伟, 郭爱国, . 原状膨胀土剪切力学特性的卸荷速率 效应试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3758-3766.
[5] 陈 敦，马 巍，王大雁，穆彦虎，雷乐乐，王永涛，周志伟，蔡 聪, . 定向剪切应力路径下冻结黏土变形特性试验[J]. , 2018, 39(7): 2483-2490.
[6] 朱顺然，徐 超，丁金华，. 土工织物-砂土界面的叠环式剪切试验[J]. , 2018, 39(5): 1775-1780.
[7] 王学滨，张 楠，潘一山，张博闻，杜亚志，. 单轴压缩黏性土剪切带相互作用及损伤试验研究[J]. , 2018, 39(4): 1168-1175.
[8] 朱泽奇，盛 谦，程红战，李建贺，卞晓曼. 基于直接生成法的土石混合体三维随机模型构建与数值仿真研究[J]. , 2017, 38(4): 1188-1194.
[9] 庄 丽，宫全美,. 减围压平面应变压缩试验条件下丰浦砂中剪切带特性研究[J]. , 2016, 37(S1): 201-208.
[10] 张 昕 ，乐金朝，刘汉东,. 砂土中群锚锚周土体变形特性模型试验研究[J]. , 2016, 37(S1): 240-248.
[11] 高军程 ，郭 莹 ，贾金青 ，涂兵雄，. 基于数字图像测量系统的饱和细砂渐进破坏特性研究[J]. , 2016, 37(5): 1343-1350.
[12] 李 博，黄茂松，. 空心圆柱扭转仪定向剪切试验离散元模拟[J]. , 2016, 37(4): 1161-1170.
[13] 邵生俊 ，陈 菲 ，代亚锋 ，陆 嫄 , . 结构性黄土的剪切带及强度特性的真三轴试验研究[J]. , 2015, 36(S1): 66-70.
[14] 王学滨 ，杜亚志 ，潘一山 ，顾 路，. 基于数字图像相关方法的等应变率下不同含水率砂样剪切带观测[J]. , 2015, 36(3): 625-632.
[15] 周 博 ，黄润秋 ，汪华斌 ，王剑锋，. 基于离散元法的砂土破碎演化规律研究[J]. , 2014, 35(9): 2709-2716.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!
版权所有 © 《岩土力学》编辑部
地址：湖北武汉武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所(430071)　邮编：200042　电话：027-87198484, 87199252, 87199253, 87198752　E-mail: ytlx@whrsm.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发