郭万里，席　欢，宋秋璐

(1.河海大学　岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室，江苏　南京　210098；

2.河海大学　岩土工程科学研究所，江苏　南京　210098；3.南京工程高等职业学校　建筑工程系，江苏　南京　211135)



端部效应对土体三轴扭剪试样应力分布的影响

郭万里1,2，席欢3，宋秋璐1

(1.河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室，江苏南京210098；

2.河海大学岩土工程科学研究所，江苏南京210098；3.南京工程高等职业学校建筑工程系，江苏南京211135)

摘要：利用ABAQUS模拟6个不同壁厚、不同高度的空心试样的扭剪过程，总结在柱坐标系下六个应力分量及三个主应力的分布规律，并重点对端部效应影响下应力分布不均匀的性质进行分析。结果表明，径向应力σr和中主应力σ2在两端部各约10%的高度范围内，环向应力σθ、轴向应力σz、横截面上的扭剪应力τzθ以及主应力σ1和σ3在两端各约20%的高度范围内受端部效应影响而分布不均匀；试样端部的真实应力与中间段应力相比存在误差，其中端部的σr和σθ相对于中间段会减小，减幅分别约为20%、30%，σz和τzθ产生的误差大小则与试样的厚度成正相关；为减小端部效应的影响，对空心扭剪试样建议的高宽比为2.5，内外径比值为0.8。

关键词：扭剪试样；端部效应；土体；有限元；应力分布

目前，土体较复杂应力状态下应力应变性质的试验研究成为热点，空心圆柱扭剪仪(HollowCylinderApparatus，简称HCA)是目前可以实现包括主应力轴旋转在内的多种复杂应力条件的最先进的土工试验设备，能更真实地再现实际工程中土体的受力过程及受力状态，使得研究成果更加切合实际。……