軟土地區(qū)取土擾動理論及高質量取土試驗研究

前言
第1章緒論1
1.1原狀取土研究現狀2
1.1.1產生擾動的因素2
1.1.2取土器的使用現狀3
1.1.3取土器貫入擾動理論研究3
1.1.4有限元法6
1.2軟黏土取土對周圍土體的擾動影響7
1.2.1取土技術發(fā)展概況7
1.2.2取土器的基本技術參數9
1.2.3取土方法11
1.2.4土樣擾動程度的評價方法12
1.2.5減小土樣擾動影響的室內試驗方法13
參考文獻14
第2章取土貫入引起擾動的理論分析17
2.1半無限土體球孔擴張引起的位移解18
2.1.1基本假定18
2.1.2求解思路18
2.1.3模型建立及求解過程18
2.1.4位移場表達式19
2.2取土器貫入土體引起的應變解20
2.2.1基本假定20
2.2.2求解思路20
2.2.3模型建立及求解過程20
2.3取土器貫入土體擾動分析25
2.3.1擾動分析的理論方法比較25
2.3.2中心線上土體單元應變變化分析25
2.3.3中心線上土體單元豎直應變影響因素分析27
參考文獻28
第3章取土貫入的數值模擬及參數分析29
3.1有限元分析取土貫入過程的主要問題29
3.1.1變形問題和非線性問題29
3.1.2接觸問題30
3.1.3本構關系問題32
3.1.4荷載施加問題33
3.2取土貫入過程的數值模擬分析34
3.2.1基本假設與計算簡圖34
3.2.2模擬結果分析34
3.3取土器參數影響分析39
3.3.1徑厚比D／t和面積比C與軸線上最大壓縮應變的關系39
3.3.2刃角與軸線上最大壓縮應變的關系41
3.3.3摩擦系數與軸線上最大壓縮應變的關系41
參考文獻42
第4章取土器改進設計及試驗注意事項43
4.1取土器的改進45
4.1.1取土器參數影響45
4.1.2取土器改進方案46
4.1.3改進設計評價49
4.2取土及試驗注意事項52
4.2.1取樣時的注意事項52
4.2.2制樣時的注意事項54
4.2.3試驗時的注意事項56
參考文獻57
笫5章取土器貫入引起的土體變形試驗研究58
5.1粒子圖像技術研究現狀58
5.1.1粒子圖像測速技術58
5.1.2基本原理58
5.1.3粒子圖像技術在巖土工程中的應用59
5.2試驗裝置及試驗方案60
5.2.1試驗裝置60
5.2.2半模取土器貫入試驗方案62
5.3干砂狀態(tài)下土體擾動變形分析63
5.3.1標準砂基本特性63
5.3.2螺距標定試驗64
5.3.3像素標定試驗66
5.3.4土體變形矢量分析68
5.3.5土體剪應變分析73
5.3.6取土器軸線處土體變形分析80
5.3.7土體擾動變形影響因素分析85
5.3.8橫截面上土體變形規(guī)律分析89
5.3.9內襯材料對軸線處土體變形的影響90
5.4飽和砂狀態(tài)下土體擾動變形分析92
5.4.1像素標定試驗分析93
5.4.2土體變形矢量分析94
5.4.3土體剪應變分析96
5.4.4取土器軸線處土體變形分析99
5.5黏土狀態(tài)下土體擾動變形分析102
5.5.1試驗土樣102
5.5.2土樣液塑限試驗103
5.5.3土樣擊實試驗103
5.5.4重塑土樣制備104
5.5.5像素標定試驗106
5.5.6土體擾動變形分析106
5.5.7土體剪應變分析109
5.6取土器貫入土體表面三維變形試驗研究110
5.6.1PIV技術三維應用110
5.6.2土體三維變形分析流程111
5.6.3土體砂三維變形重組與分析118
參考文獻119
第6章基于透明土的取土器貫入試驗研究121
6.1透明土制備基本原理121
6.2透明土的制各122
6.2.1模擬自然土顆粒材料122
6.2.2模擬孔隙流體材料122
6.2.3透明土制備過程123
6.2.4制樣過程中需要注意的問題125
6.3激光散斑技術126
6.4試驗裝置及試驗方案127
6.4.1試驗裝置127
6.4.2試驗方案128
6.5軸線處土體擾動變形分析129
6.6土體擾動變形影響因素分析132
6.6.1像素標定試驗132
6.6.23檔貫入速率土體擾動變形分析133
6.6.34檔貫入速率土體擾動變形分析135
6.6.4取土器內徑對擾動變形影響分析136
6.6.5貫入速率對擾動變形影響分析137
參考文獻138
第7章土樣質量評價及減小擾動措施139
7.1取土擾動對土樣的影響139
7.1.1對土樣的殘余有效應力和飽和度的影響139
7.1.2對土樣的強度特性的影響140
7.1.3對土樣固結特性的影響142
7.2取土擾動的評價指標143
7.2.1取土擾動的現場判別143
7.2.2取土擾動的室內評價方法143
7.3改進的敞口薄壁取土器146
7.3.1背景146
7.3.2改進的敞口薄壁取土器147
7.4現場取土質量評價150
7.4.1鹽城電廠擴建工程取土質量分析151
7.4.2天津北疆發(fā)電廠工程邾南京梅山能源工程取土質量評價154
7.4.3改進的薄壁取土器取土質量分析157
7.5引起土樣擾動的原因及預防措施158
7.5.1引起土樣擾動的因素158
7.5.2減小擾動的室內試驗方法159
7.5.3預防和減小機械擾動的措施162
參考文獻164
索引165