直剪試驗的案例
PFC復合巖石直剪試驗模擬 ￥5
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
abaqus直剪試驗數值模擬 需要可以聯系千總
含結構面巖石直剪試驗
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 10種地基承載力檢測方法一次講透！
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。
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PFC利用UDTensor繪制應力十字架
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。
展開 PFC模擬直剪試驗 ￥19
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：
建模思路及代碼如下：
土的剪切試驗方法
測定土的抗剪強度指標的試驗稱為剪切試驗。土的剪切試驗既可在室內進行，也可在現場進行原位測試。室內試驗的特點是邊界條件比較明確，且容易控制。但室內試驗要求從現場采集樣品，在取樣的過程中不可避免地引起土的應力釋放和土的結構擾動。原位試驗的優點是簡捷、快速，能夠直接在現場進行，不需取試樣，能夠羅好反映土的結構和構造特性。 一般，有4種試驗方法。 1、 直接剪切試驗 直接剪切試驗是測定土的抗剪強度指標的室內試驗方法之一，它可以直接測出預定剪切破裂面上的抗剪強度。 為了模擬土體在現場受剪時的提成水條件，通常將直剪試驗按加荷速率的不同，分為快剪、固結快剪和慢剪三種。 1） 快剪：豎向力施加后，立即施加水平力，剪切速度很快，3-5分鐘，土樣被剪破，試件受剪過程不排水。 2） 固結快剪：先使試樣在法向力作用下達到完全固結，然后加水平力進行剪切，快速地3-5分鐘把試樣剪破，剪切過程不讓孔隙水排出。 3） 慢剪：先使試樣在法向力作用下完全固結，然后慢速加水平力，1-4小時將土樣剪破，土樣剪切的過程有時間排水。 對正常固結的粘性土，在豎向力和剪應力作用下，土樣都被壓縮，所以在一定應力范圍內，快剪的抗剪強度最小，固結快剪的抗剪強度有所增大，而慢剪抗剪強度最大。 工程上，選用哪種剪切強度主要是結合工程實際，看固結和排水條件。如果工期比較緊張或排水條件不好的地層，可用直剪（直快或三軸剪）；如工期比較長或排水條件好，一般用固結剪。 2、 三軸壓縮試驗 直接量測試樣在不同恒定周圍壓力下的抗壓強度，然后利用莫爾-庫侖破壞理論間接推求的抗剪強度。 三軸試驗是測定土抗剪強度的一種比較完善的方法，測定土應力應變關系和強度的試驗。對應于直接剪切試驗的快剪、固結快剪和慢剪試驗。
展開 PFC3D模擬直剪試驗 ￥20
<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'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://img.jishulink.com/upload/202007/6205f1cf493d47318d63025d5fce1876.png" title="01.png" alt="01.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202007/6205f1cf493d47318d63025d5fce1876.png?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202007/6205f1cf493d47318d63025d5fce1876.png?
展開 簡便DIC計算變形示例
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。
論文速遞 | 不同剪切方向下土工格柵-土界面剪切行為的離散元研究
圖1 土工格柵-土界面剪切方向與土工格柵肋條方向不一致的工況：（a）加筋土邊坡轉角；（b） 樁承式加筋路堤
(a)
(b)
圖2 土工格柵10%拉伸應變時變形：（a）室內試驗；（b）DEM模擬
(a)
(b)
圖3 筋-土界面多方向直剪試驗的DEM建模：（a） 確定剪切方向；（b） 筋土界面直剪
圖4 界面剪切后土工格柵變形和接觸力分布：（a）0°剪切方向；（b） 45°剪切方向；（c） 90°剪切方向
(a)
顧寶和大師：巖土工程兩類技術工作芻議
二、第一類技術工作
巖土工程的各種技術工作中，有一類涉及的是大量重復性的技術規則，可以制訂標準或規范，或者說是可以標準化的，如 常 用 的 術 語、符 號、圖形、計 量 單 位、基 本 分 類、鉆 探、取 樣、室 內 試驗、原位測試、分析計算方法、施工方法、現場檢測、工程監測等等。
常用的術語、符號、圖形、計量單位、基本分類有了統一的標準，學術界、工程界才能 有 共 同 的 語 言；鉆 探、取 樣、測 試、檢 測、監測有了統一的標準，成果才有可比性，才能便于交流和積累；
分析計算方法、施工方法雖然隨工程而異，但常用的方法還是可以標準化的。以取樣為例，取巖芯盒樣、取 擾 動 試 樣、薄壁取土器取樣、厚壁取土器取樣、三層單動取土器取樣、三層雙動取土器 取 樣、取 水 試 樣 等 等，都 可 以 制 訂 出 明 確的、統一的標 準，操作者只要按標準執行就是了。再如基礎沉降觀測，觀測點和基準點如何設置，用什么儀器，采 用 怎 樣 的 觀 測 程 序，達 到 什 么 精 度，提出怎樣的監測成果，都可以標準化，操作者只要按標準執行就是了。
其他室內試驗、原位測試、現場檢測等 工 作 都 是 如 此。所 謂 常 用，就 是 成 熟 的、大量重復的技術工作。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。
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顧寶和—淺談巖土工程的專業特點
一是由于取樣、運輸、樣品制備，試驗操作等環節的擾動，試驗，計算等產生的誤差，使測試數據呈隨機分布，這方面產生的不確定性與混凝土、鋼材等測試數據的隨機性質基本相同，只是變異性更大是巖土測試數據還和樣品的位置有關，這是其他工程材料不具備的特性，自然界的巖土，即使是同層。其性質也是有差別的。既有規律性的水平相變和豎向相變。也有無規律的指標離散。因此，個別樣品測試的指標一般缺乏代表性，必須有一定數量的測試指標，經統計分析，才能得到代表值。結構設計注重截面計算，而巖土工程分析沒有截面計算注重系統分析，被分析的巖土體的尺寸與試驗樣品的尺寸比較，要大許多倍因而考慮的是巖土體參數值的綜合水平，所以標準值的計算方法與混凝土、鋼材等是不同的，結構截面可靠度的分析已基本成熟并已列入規范而巖土工程的可靠度分析尚處在研究階段，由于問思復朵，積累不足，尚難在工程中普應用。
巖土工程的測試可以分為室內試驗，原位測試和原型監測三大類還有各種模型試驗，極為多樣各有各的特點和用途。同一種參數。又因測試方法不同而得出不同的成果數據。
選用合理的測試方法成為巖土工程計算能否達到預期效果的重要環節例如土的模量有壓縮模量，變形模量，旁壓模量、反滴模量。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。
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