顆粒流方法在土石混合體力學特性研究中的應用.pdf

1、土石混合體的力學特性難以用現(xiàn)有的連續(xù)體力學理論予以解釋，關(guān)于土石混合體變形強度特性的試驗與數(shù)值模擬研究也比較缺乏。本文擬通過顆粒流方法來模擬和解釋土石混合體的一些力學特性，從而為建立合理的土石混合體本構(gòu)模型奠定基礎(chǔ)。
　　 首先回顧了現(xiàn)有土石混合體的相關(guān)研究成果，主要有應力應變關(guān)系、變形力學機制、強度特性、剪切破壞形態(tài)等。利用二維顆粒流程序(PFC2D)，通過對多組土石混合體（硬巖和軟巖碎塊石）、均質(zhì)土體的干燥狀態(tài)和飽和狀態(tài)雙軸

2、試驗結(jié)果的比較分析，得到了其力學特性規(guī)律，并探討了土石混合體中碎塊石、土體性質(zhì)和超孔隙水壓力的影響。
　　 為了建立合理的顆粒流模型，討論了顆粒參數(shù)與宏觀參數(shù)之間的關(guān)系；利用MATLAB 的圖像處理模塊編制程序，將土石混合體的數(shù)字圖像直接轉(zhuǎn)換為PFC2D 數(shù)據(jù)格式，并建立了土石混合體的PFC2D 模型。
　　 為了研究碎塊石性質(zhì)對土石混合體力學特性的影響，本文基于PFC 內(nèi)置的FISH 語言，編制了用于模擬硬巖碎塊石的”

3、聚粒”CLUMP 的程序，分別使用硬巖（不可破裂）和軟巖（可破裂）來模擬土石混合體中的碎塊石顆粒，進行雙軸試驗，獲得了土石混合體的應力應變關(guān)系特征、剪切破壞形態(tài)等。為了解均質(zhì)土體與土石混合體力學特性的差異，建立了均質(zhì)土體顆粒流模型進行雙軸試驗，并將試驗結(jié)果與土石混合體進行了比較分析。論文還對PFC 中的達西滲流程序進行改進以滿足飽和狀態(tài)雙軸試驗，研究并獲得了超孔隙水壓力對土石混合體強度的影響，為定量化研究超孔隙水壓力對土石混合體強度的削