[发明专利]由直剪和单轴压缩试验确定砂土邓肯‑张模型参数的方法

摘要

本发明公开了一种由直剪和单轴压缩试验确定砂土邓肯‑张模型参数的方法，包括以下步骤(1)利用直剪试验得到砂土内摩擦角；(2)利用单轴压缩试验得到砂土侧限压缩模量Es的多个值；(3)计算体积模量B的多个值，并得出参数kb的值与参数m的值；(4)根据体积模量B的表达式或任意一个体积模量B的值，得出参数k的值；从而最终得到砂土邓肯‑张模型中参数k、参数n、参数m、参数、以及参数kb的值。本发明通过对关键中间参量的种类及它们的试验获取方式等进行改进，与现有技术相比能够有效解决砂土邓肯‑张模型参数试验获取困难的问题。

主权项

一种由直剪和单轴压缩试验确定砂土邓肯‑张模型参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)直剪试验：以待试验的砂土材料样本进行多组直剪试验，每一组所述直剪试验对应不同的竖向应力条件，从而获得不同竖向应力下的最大剪应力；接着，对竖向应力与最大剪应力两者的关系进行线性拟合，并根据拟合后直线的斜率最终得出直剪试验对应的砂土内摩擦角的值，则三轴压缩试验对应的砂土内摩擦角满足：(2)单轴压缩试验：以待试验的砂土材料样本进行单轴压缩试验，得出砂土竖向应变εz与竖向应力σz的对应关系，并根据该砂土竖向应变εz与竖向应力σz的对应关系，计算得到砂土侧限压缩模量Es的多个值，任意一个Es均满足：Es=ΔσzΔϵz;]]>其中，Δσz为两个竖向应力之差，Δεz为两个竖向应变之差，这两个竖向应变与所述两个竖向应力一一对应；(3)根据所述步骤(1)得到的所述三轴压缩试验对应的砂土内摩擦角的值、以及所述步骤(2)得到的所述砂土侧限压缩模量Es的多个值，计算得到体积模量B的多个值；所述体积模量B的值与所述Es的值一一对应，任意一个所述体积模量B均满足：B=Es(2K0+1)3;]]>其中，K0为土的静止土压力系数，接着，根据所述体积模量B的多个值计算参数kb的值与参数m的值，任意一个所述体积模量B均满足：B=kbpa(σl‾pa)m;]]>其中，pa为大气压强；为与该体积模量B对应的Es在所述步骤(2)的计算过程中使用的所述两个竖向应力的平均值；(4)根据体积模量B的表达式、或者所述步骤(3)中的任意一个所述体积模量B的值，计算参数k的值，使得：kpa(σlpa)n[1-0.5Rf]2=(3-6μt)B;]]>其中，n＝m；Rf为预先设定的砂土的破坏比；μt为砂土的泊松比，所述体积模量B的表达式是将所述步骤(3)得到的所述参数kb的值与参数m的值代入表达式中得到的；当参数k的值是根据所述步骤(3)中的任意一个所述体积模量B的值计算时，为与该体积模量B的值对应的Es在所述步骤(2)的计算过程中使用的所述两个竖向应力的平均值；从而最终得到砂土邓肯‑张模型中参数k、参数n、参数m、参数以及参数kb的值。