砂土穩(wěn)態(tài)強度試驗研究及顆粒流模擬.pdf

1、穩(wěn)態(tài)變形是指任何顆粒物體在常體積、常法向有效應(yīng)力、常剪切應(yīng)力、常速度時的一種連續(xù)變形狀態(tài)。只有當所有顆粒都發(fā)生破壞、且都達到定向排列的完全穩(wěn)定狀態(tài)時穩(wěn)態(tài)變形才達到。穩(wěn)態(tài)變形獲得的穩(wěn)態(tài)強度和穩(wěn)態(tài)線是用來評價飽和無粘性土體穩(wěn)定性的一種重要指標?，F(xiàn)階段對飽和無粘性土的穩(wěn)態(tài)變形特性還不能說是了解的很全面，很多問題尚沒有定論?！　》€(wěn)態(tài)強度是判斷砂土液化后穩(wěn)定性的重要參數(shù)。以往砂土穩(wěn)態(tài)強度研究主要基于室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)。但是室內(nèi)試驗也存在一定的局限性。

2、三軸試驗除受到固端約束、膜嵌入等儀器構(gòu)造因素影響外，制樣方式對試驗結(jié)果的影響不可忽略。通過研究試樣端部約束、面積校正、體積壓縮、橡皮膜嵌入等因素，認為在準穩(wěn)定狀態(tài)后的剪脹大多是由于以上因素造成的?！　∨c試驗分析法相比，數(shù)值分析法快捷、省時，而且可以保證數(shù)值試樣初始的完全“同一性”。本文通過引入顆粒流理論和開發(fā)顆粒流數(shù)值模擬技術(shù)，克服傳統(tǒng)的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型的宏觀連續(xù)性假設(shè)，對砂土室內(nèi)三軸試驗進行數(shù)值模擬?！　”疚睦檬覂?nèi)三軸試驗對砂土

3、的變形特性及穩(wěn)態(tài)強度進行了研究，證明了砂土穩(wěn)態(tài)強度與砂土的初始密實度以及圍壓無關(guān)，得到了唯一的穩(wěn)態(tài)線，表明了穩(wěn)態(tài)是土體的基本屬性；得到了砂土的穩(wěn)態(tài)內(nèi)摩擦角，穩(wěn)態(tài)內(nèi)摩擦角為土體最終可動用的有效內(nèi)摩擦角。　　利用PFC3D對砂土剪切變形特性進行數(shù)值模擬。在得到試樣宏觀力學(xué)剪切特性的同時，分析了剪切過程中內(nèi)部平均配位數(shù)的變化規(guī)律。進一步研究了圍壓、相對密度對剪切力學(xué)特性的影響，并與室內(nèi)試驗規(guī)律進行了對比。結(jié)果表明，數(shù)值模擬能夠反映砂土單調(diào)剪