英語翻譯：

【化】 dilatancy effect

分詞翻譯：

剪的英語翻譯：

cut; scissors; clip; lop; shear; snip; trim
【醫】 scissors; shears

脹的英語翻譯：

bulge; distend; expand; swell

效應的英語翻譯：

effect
【醫】 effect

專業解析

剪脹效應（Dilatancy Effect）是岩土力學中的重要概念，指土體或岩石在剪切應力作用下産生體積膨脹的現象。其英文對應詞"dilatancy"源自拉丁語"dilatare"，意為"擴張"。該效應在密實砂土、超固結黏土和脆性岩石中表現尤為明顯。

從微觀機理分析，剪脹效應源于顆粒重組：當材料承受剪切變形時，原本緊密排列的顆粒需要"翻越"相鄰顆粒，導緻顆粒間孔隙體積暫時性增大。這種體積變化與材料的臨界狀态密切相關，Rowe（1962）提出的臨界狀态理論指出，當材料達到臨界孔隙比時，體積變化将停止。

關鍵影響因素包括：

1. 初始孔隙比：密實材料更容易産生正剪脹（體積膨脹）
2. 圍壓水平：高圍壓會抑制體積膨脹
3. 顆粒形态：棱角狀顆粒比圓潤顆粒更易引發剪脹
4. 加載速率：快速剪切會加劇體積變化

在工程實踐中，剪脹效應直接影響地基承載力計算和邊坡穩定性分析。中國《建築地基基礎設計規範》（GB50007-2011）特别指出，深基礎設計中必須考慮剪脹效應對側向土壓力的影響。國際岩土工程協會（ISSMGE）的案例研究表明，忽視剪脹效應可能使擋土牆設計安全系數偏差達15%-20%。

參考文獻：

1. Holtz R.D., Kovacs W.D. 《An Introduction to Geotechnical Engineering》
2. Rowe P.W. 《The stress-dilatancy relation for static equilibrium》
3. 中國土木工程學會《岩土工程基本術語标準》
4. ISSMGE Technical Committee TC105《Case studies in geomechanics》

網絡擴展解釋

剪脹效應是材料在剪切應力作用下發生體積膨脹的現象，常見于岩石和土體等顆粒材料中。以下是詳細解釋：

1.基本定義

剪脹效應指材料受剪切力作用時，因内部顆粒或結構重新排列導緻體積增大的現象。這一現象由雷諾于1885年首次發現，是顆粒材料的固有特性之一。在岩石中，表現為斷裂岩塊相互錯動形成宏觀體積增大；在土體中，密砂剪切時體積膨脹，松砂則可能收縮,。

2.不同材料的表現

• 岩石：
  剪切面粗糙或存在破碎顆粒時，結構面兩壁受剪會發生膨脹；完整岩石在三軸試驗中，當應力超過強度的1/4時，也可能因塑性變形産生體積膨脹。
• 土體（如砂土）：
  密砂因顆粒咬合緊密，剪切時顆粒翻滾、錯動導緻孔隙增大（剪脹）；松砂則因顆粒重新排列更緊密而體積縮小（剪縮）。

3.物理機制

剪脹源于剪切過程中顆粒不可恢複的塑性變形：

• 岩石：結構面粗糙或破碎顆粒轉動引發局部空間擴展。
• 土體：顆粒間咬合作用被破壞，孔隙率增大或減小。
  這種體積變化與剪脹角（描述體積變化率的物理量）相關。

4.工程意義

• 抗剪強度：剪脹會消耗額外能量，短期内提高材料抗剪強度。
• 穩定性影響：剪脹可能導緻應變軟化或局部剪切帶形成，需通過支護維持穩定性,。
• 模型分析：在岩土彈塑性力學中，剪脹效應是數值模拟和工程設計的重要參數。

5.擴展說明

剪脹與剪縮是同一機制的正反兩面，具體表現取決于材料初始密實度和應力狀态。例如，密砂在高應力下可能從剪脹轉為剪縮。此外，剪脹效應在隧道圍岩變形、地基承載力分析中具有實際應用價值。

分類

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