我为FLAC3D狂 发表于 2004-10-9 21:55:38

【求助】关于土的剪胀角

在进行土体剪切试验时，如何能通过实验数据如主应力或位移、应变来确定土的剪胀角？
FLAC能运算a=54-arctg(123/345)这样的等式吗？
望高手指点！！

xuguo1998 发表于 2004-10-10 08:13:02

回复： 【求助】关于土的剪胀角

顶！！俺只明白：剪胀角＝摩擦角，为相关联流动法则，计算的变形较大；剪胀角小于摩擦角（但大于等于0） ，为非关联流动法则，计算的变形较小；但如何定义一个较为合适的值？在手册中，剪胀角是由三轴试验中的体积应变～轴向应变曲线得出的：剪破后的倾角＝arctan(2sin@/1-sin@),式中@为剪胀角。这式子是如何得到的？望高手指点！

suizhirong 发表于 2007-1-10 17:10:03

关于剪胀的问题

怎么没人回答啊?我建了个简单模型,加剪胀角与不加剪胀角计算的结果是一样的,请教这是什么原因?

geo2007 发表于 2007-1-12 09:30:27

剪胀角的定义来源于平面应变，似乎是Brinch Hansen首先提出，用于边坡滑裂面分析，Roscoe又在其著名的郎肯讲座中提到。 其定义为sin(psi) = - d(Epsilon_v)/d(Gama_max)。这里psi为剪胀角，d代表增量，Epsilon_v是体积应变，Gama_max是最大工程剪切应变。推而广之，这一定义也可同样用于三轴应力情况，对于小应变，其可定义为，sin(psi) = - //，对于平面应变，k=1；而对于三轴应力情况，k=2。对于这两种情况，也可用下式来表达，sin(psi) = - /，此式同样适用于大应变。一般而言，用非关联流动法则能更好地描述土的特性，因此，剪胀角并不等于摩擦角，而是小于摩擦角。若忽略它们的不同，会造成不小的误差。

剪胀角并非常数，而是一个变量，与围压及孔隙比（或密实度）有关，是会随应力应变曲线而变化。

xuguo1998 所说的剪破后的倾角，不知是如何定义的，是与主应变平面的倾角吗？是从什么手册中得到的？

suizhirong 的问题似乎是没有建立起剪胀角与摩擦角之间的关系，可以试一下这个经验关系，phi = phi_c + 0.8 psi，这里phi是摩擦角，phi_c是临界状态的摩擦角（一个材料常数），psi是剪胀角。

一家之言，难免有错误之处，望共议之。

[ 本帖最后由 geo2007 于 2007-1-12 09:32 编辑 ]

taozhao 发表于 2007-1-12 14:33:23

在刘波编著的FLAC原理、实例与应用指南一书中给出了岩土体剪胀角的值如下：
一般土体、岩石、混凝土的剪胀角都要比摩擦角小的多。Vemmer和de Borst (1984)报道过以下典型剪胀角的值
密砂 15 松砂<10 正常固结粘土 0 石灰石12~20 混凝土12
Vemmer和de Borst发现一般土体、岩石、混凝土的剪胀角近似在0 到20 度范围里变化。FLAC里各种本构模型的默认剪胀角值为0 。节理化模型中也可以为节理指定剪胀角，剪胀角值可从直剪试验中取得。

以上仅供参考。

geo2007 发表于 2007-1-14 09:07:18

才发现xuguo1998给出的某手册的定义，剪破后的倾角＝arctan(2sin@/1-sin@), 实际来源于我给出的公式sin(psi) = - /，严格地说，tan(剪破后的倾角)＝d(Epsilon_v)/d(Epsilon_1)＝2sin(psi)/<0，因为其倾角>90 degree。所以，某手册给出的定义是错误的，从Epsilon_v vs. Epsilon_1的实验曲线中可以清楚地看到这一点。另外就是，只有在平面应变情况下，此剪胀角有物理意义，而在三轴应力情况，剪胀角并无物理意义。固而，在数值计算中多用剪胀率(dilatancy rate d_g)来表示体积变化情况，d_g = d(Epsilon_vp)/d(Epsilon_sp)，这里d(Epsilon_vp)是塑性体积应变增量，d(Epsilon_sp)是塑性剪应变增量。

严格说，剪胀角和剪胀率只与塑性变形有关，但一般对于大应变问题，常用总变形来替代塑性变形，若对小应变来说，这么做会引起较大误差。

[ 本帖最后由 geo2007 于 2007-1-14 09:09 编辑 ]

longhaitao 发表于 2012-3-12 17:50:16

geo2007 发表于 2007-1-12 09:30 static/image/common/back.gif
剪胀角的定义来源于平面应变，似乎是Brinch Hansen首先提出，用于边坡滑裂面分析，Roscoe又在其著名的郎肯 ...

临界状态摩擦角，，咋个求嘛

geo2007 发表于 2012-12-20 02:38:50

longhaitao 发表于 2012-3-12 17:50 static/image/common/back.gif
临界状态摩擦角，，咋个求嘛

此角为真正的材料常数，与土粒的矿物组成有关，比如石英砂的Phi_c = 30度，一些文献中可查到。若有钱，可自己做三轴，采用不同的围压，做到破坏。

longhaitao 发表于 2012-12-21 13:27:18

本帖最后由 longhaitao 于 2012-12-21 13:28 编辑

geo2007 发表于 2012-12-20 02:38 http://forum.simwe.com/static/image/common/back.gif
此角为真正的材料常数，与土粒的矿物组成有关，比如石英砂的Phi_c = 30度，一些文献中可查到。若有钱，可 ...

谢谢！
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