直剪試驗
關注創建者：匿名 創建時間：2022-07-04
直剪試驗的視頻教程
ABAQUS齒狀UHPC干式連接抗剪性能分析一 直剪試驗復現（保姆級0基礎教程）
直剪試驗是用于研究構件抗剪性能的機理性試驗，ABAQUS中進行直剪分析看似模型簡單，事實上在進行直剪試驗的復現時卻困難重重，常遇到的問題主要有： 1、直剪試驗有限元模擬的荷載-滑移曲線初始剛度相比試驗較大，有時甚至能大幾十甚至上百倍。 2、試驗的荷載-滑移曲線常出現“兩階段的剛度”，且第二階段剛度比第一階段剛度大，有限元對于這一試驗現象不知從何處作手。
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直剪試驗的實例教程
直剪試驗一般用來標定界面參數，我這里給出無粘結界面巖石直剪試驗的過程。
首先因為有兩種巖石，所以為了不讓兩個巖石嵌在一起，所以這里在預壓之后，在試樣中間再生成一個墻，再預壓平衡一下，保證上下的顆粒內應力都是一個值，這樣才能保證之前雙軸標定的參數的準確性。
配圖1：預壓后
配圖2：加膠結
可以看到生成的額墻將上下分為較為平滑的界面。這個方式在顆粒數比較少的時候是比較實用的，顆粒數比較多的話應該改善效果不大。
在膠結加完后，重新生成剪切盒，并且設置伺服條件。
配圖3：剪切盒示意圖
最后再將上部的剪切盒向一個方向移動便可以了。
配圖4：剪切位移圖
配圖5：力鏈圖
配圖6：剪應力曲線
注意一點是這里沒有記錄剪應變，朋友們可以自己加一下，用剪應變率成時間便是剪應變了，這個不難的。
展開 abaqus直剪試驗數值模擬 需要可以聯系千總
完整巖石的直剪試驗可以參考一下單元試驗，基本順序為：成樣-預壓-加膠結-加剪切盒-加圍壓-加載。
數值模擬時刻要以現實為準繩，這也是我一直強調的，所以結構面在什么時候生成也就顯而易見了。巖石在形成后才會因為地層運動產生結構面，于是我們需要在加膠結形成完整巖石后，給巖石加結構面。
巖石加膠結生成后的狀態如圖所示：
可以看到圖中顯示的為巖石的膠結狀態，其膠結已經完整的加進去了，下面我們需要進行的是結構面的生成。
我們這里采用的是外部導入的結構面形狀，我是用adobe illustrate繪制的結構面形狀，沒有注意尺寸，只繪制了大概的形狀，注意這里一定需要使用多段線，如果是用CAD畫的圓弧也一定要打斷成多段線。
導入后使用前文(使用fish操作導入的geometry)講述的方法進行geometry的處理，并將其調整到適合的位置與大小。
處理完后的geometry如圖：
可以發現已經放在了中間位置。
之后我們使用導入的geometry生成DFN，這里使用dfn gimport geometry 命令就可以完成。
后面我們需要給DFN處的接觸賦屬性。
我這里用的是SJ模型去模擬結構面，SJ模型我對其初步理解為面模型，也就是說一般模型是以接觸法向為力的法向作用方向，但是SJ模型是以DFN位置的法向位置作為力的法向方向。
展開 靜力觸探車
靜力觸探車是一套完整的靜力觸探設備，集貫入裝置、探桿、電纜、探頭、數據采集儀于一體，能夠在惡劣的環境中開展靜力觸探試驗。且自動化程度高、機動性能好，能夠實現安全的全天候工作。
06
巖體直剪試驗
適用于具有軟弱結構面的巖體和軟質巖。
巖體直剪試驗又包括巖體沿軟弱結構面直剪試驗、巖體沿軟弱結構面直剪蠕變試驗、巖體沿軟弱結構面限脹直剪試驗、巖體本身直剪試驗、混凝土與巖體直剪試驗等。所有試驗的目的不僅在于測定巖體強度特性，同時要分析在外力作用下巖體的變形特性和破壞機理。
07
旁壓試驗
適用于確定粘性土、粉土、黃土、砂類土、軟質巖石及風化巖石。
旁壓試驗是在現場鉆孔中進行的一種水平向荷載試驗。具體試驗方法是將一個圓柱形的旁壓器放到鉆孔內設計標高，加壓使得旁壓器橫向膨脹，根據試驗的讀數可以得到鉆孔橫向擴張的體積-壓力或應力-應變關系曲線，據此可用來估計地基承載力，測定土的強度參數、變形參數、基床系數，估算基礎沉降、單樁承載力與沉降。
預鉆式旁壓儀
利用預先成孔，將旁壓器放入孔內，通過對測試段孔壁施加徑向壓力使地基土體產生相應變形，測得土體各級壓力與變形對應關系的原位測試方法。
展開 這里利用PFC中的UDTensor來顯示直剪試驗中的應力狀態。
直剪試驗產生的位移場為：
上部的盒子右移，產生位移場。
我們首先需要用測量圓來記錄試樣中的數據：
[meas_radius=yy*0.2]
[meas_x_chongdie=meas_radius*0.5]
[meas_y_chongdie=meas_radius*0.5]
def create_measure
x_pos=-wlx*0.5+meas_radius*1.2
y_pos=-wly*0.5+meas_radius
loop while x_pos+meas_radius<wlx*0.5
y_pos=-wly*0.5+meas_radius
loop while y_pos+meas_radius<wly*0.5
command
measure create position [x_pos] [y_pos] radius [meas_radius]
endcommand
y_pos+=2*meas_radius-meas_y_chongdie
endloop
x_pos+=2*meas_radius-meas_x_chongdie
endloop
end
@create_measure
測量圓分布如圖：
這里沒有完全分布滿，讀者可以自己再調一下參數得到一個比較滿的測量圓分布。
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圖3 筋-土界面多方向直剪試驗的
算例2：砂-混凝土剪切
算例2是一個混凝土與砂土直剪試驗，利用DIC計算砂土的位移場。經過旋轉校正后的圖像混凝土-砂土的分界面幾乎是完全垂直的，劃分網格后進行計算。
直接上結果，砂土類材料，網格點絕對不是越密越好，仔細看視頻的話，可以看到砂土顆粒有大的旋轉變形，還有小顆粒砂礫從大顆粒砂形成的骨架中間跌落的現象，因此，適當的粗網格能夠獲得比較好的效果。
以土工試驗為例，含水量試驗、密度試驗、固結試驗、直剪試驗、三軸試驗等等，都是成熟的、大量重復的技術工作；而某些動力性質試驗、某種本構關系的專門性試驗，就不一定是成熟的、大量重復的技術工作，有時還需做專門的試驗設計。對第一類技術工作的標準化，巖土工程師和巖土工程主管部門，認識都是一致的，沒有聽到過什么不同意見。
第一類技術工作的特點是，執行者只要嚴格按照標準操作，不會承擔多大的決策風險。
土的抗剪強度室內試驗有直剪和三軸剪直剪又有快剪，固結快剪和慢；三軸剪又有不固結不排水剪、固結不排水剪、圓結排水剪和固結不排水剪測孔原水壓力：原位測試有十字板剪切試驗和野外大型剪切試驗。
由于試驗條件不同。試驗結果各異。用哪種試驗方法合理，由巖土工程師根據具體條件確定。這種測試方法的多樣性。也是巖土工程區別于其他工程技術一個重要特點。
06
巖體直剪試驗
適用于具有軟弱結構面的巖體和軟質巖。
巖體直剪試驗又包括巖體沿軟弱結構面直剪試驗、巖體沿軟弱結構面直剪蠕變試驗、巖體沿軟弱結構面限脹直剪試驗、巖體本身直剪試驗、混凝土與巖體直剪試驗等。
完整巖石的直剪試驗可以參考一下單元試驗，基本順序為：成樣-預壓-加膠結-加剪切盒-加圍壓-加載。
數值模擬時刻要以現實為準繩，這也是我一直強調的，所以結構面在什么時候生成也就顯而易見了。巖石在形成后才會因為地層運動產生結構面，于是我們需要在加膠結形成完整巖石后，給巖石加結構面。
它的主要特點是能嚴格控制試樣的排水條件，量測試樣中孔隙水壓力，定量地獲得土中有效應力的變化情況，而且試樣中的應力分布比較均勻，所以三軸試驗成果較直剪試驗更加可靠、準確。但該儀器復雜、操作技術要求高，且試樣制備比較麻煩，同時試件所受到的應力是軸對稱，與實際情況有所差異。
<p>利用軟件PFC3D建立砂石料的直剪模型，采用墻體的伺服功能對剪切盒的上壓板施加豎向壓力，模擬了在不同頂部壓力作用下的直剪過程。</p><p>100kPa頂部壓力時球顆粒接觸力及剪切力-位移曲線如下：</p><div contenteditable="false" width="100%">
<img onload="var st=document['create' + 'Element'
利用軟件PFC2D建立砂石料的直剪模型，采用墻體的伺服功能對剪切盒的上壓板施加豎向壓力，模擬了在不同頂部壓力作用下的直剪過程。
1kN頂部壓力時球顆粒接觸力及剪切力-位移曲線如下：
2kN頂部壓力時球顆粒接觸力及剪切力-位移曲線如下：
3kN頂部壓力時球顆粒接觸力及剪切力-位移曲線如下：
不同頂部壓力時剪切力-位移曲線對比結果：
剪切前后模型對比如下：
剪切后上下剪切盒銜接部位展示
這里利用PFC中的UDTensor來顯示直剪試驗中的應力狀態。
直剪試驗產生的位移場為：
上部的盒子右移，產生位移場。
