基于光弹法的颗粒材料直剪试验剪切滑移区研究

作者：胡文韬; 肖劲; 尹江灏; 耿大新; 徐长节; 李顺文; 吴文兵

来源：土木与环境工程学报中英文, 2023, 1-9.

• 颗粒物质
• 光弹法
• 直剪试验
• 剪胀(缩)
• 拱形剪切带

颗粒直剪试验剪切带的发展规律和分布特征决定了颗粒体强度，但不易观测。采用自制的试验装置对透明聚碳酸酯颗粒进行直剪试验，基于光弹法原理，通过对颗粒的剪切力学特性、应力链分布、位移场的观测，研究颗粒的力链发展过程、主接触角发展规律和剪切滑移面的发展规律，并在PFC2D离散元软件中进行模拟分析。试验结果表明：直剪过程中颗粒体系的力链分布存在应力屏蔽现象；颗粒体系的强力链、接触角及主应力方向发生了偏转，且偏转特征基本一致；颗粒在剪切过程中形成拱形剪切滑移面，与水平剪切面共同形成拱形滑移剪切区。拱形滑移区在剪切初期就形成，且在整个剪切过程一直持续。在剪切应力峰值时，拱形滑移区的高度与初始法向力成正比，厚度在(13～15)d50之间。拱形滑移区在应力残余阶段逐渐减小，逐渐趋于稳定状态，且不同初始法向力下的拱形滑移区在应力残余阶段的高度相差不大，厚度在(8～9)d50之间。

• 单位
  江西省岩土工程基础设施安全与控制重点实验室; 华东交通大学; 岩土钻掘与防护教育部工程研究中心