颗粒形状对砂性土宏细观力学性质的影响

作     者：薛明华 陈圣仟 杨世文 XUE Ming-hua;CHEN Sheng-qian;YANG Shi-wen

作者机构：济南市勘察测绘研究院济南250101 贵州省建筑设计研究院有限责任公司贵阳550000 

基　　金：国家自然科学基金(41731284) 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2021年第21卷第33期

页      码：14318-14326页

摘      要：针对多数关于颗粒形状对砂性土宏细观力学性质的影响研究中存在的两个问题,即采用圆形或多边形颗粒代替土粒的随机不规则形状和对比试验中土粒的体积不相等,基于已有的研究成果,先对天然的硅质粗砂开展了直剪试验,后基于颗粒流离散元分析程序(particle flow code,PFC),采用Clump模块模拟真实砂粒的形状,生成天然砂样的PFC模型,进而对直剪试验进行模拟。设计了基于圆形颗粒的对比试验以揭示颗粒形状对砂性土宏细观力学性质的影响。试验结果表明,颗粒形状只有在较高的法向应力下才可以增加砂性土的剪切峰值强度,当法向应力较低时,不规则形状颗粒组成的砂性土的剪切峰值强度低于圆形颗粒组成的砂性土,且当颗粒间的摩擦作用较弱时会有类似的现象,临界值强度并没有因颗粒形状的不规则而有明显差别。对此结果的细观机理也做了浅析,认为在较低法向应力时,圆形砂性土较大的剪胀角是其剪切峰值强度较大的主要原因。

主 题 词：颗粒形状 砂性土 直剪试验 多尺度分析 

学科分类：08[工学] 080104[080104] 0815[工学-矿业类] 0801[工学-力学类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1671-1815.2021.33.039

馆 藏 号：203106409...