砂土直剪的細(xì)觀分析與數(shù)值模擬.pdf

1、對(duì)土性參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析是研究土的抗剪強(qiáng)度中最基本的，同時(shí)也是最重要的內(nèi)容之一。通過對(duì)土性參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析，可以正確地了解有關(guān)參數(shù)的變異性、概率分布形式以及對(duì)抗剪強(qiáng)度的計(jì)算結(jié)果的敏感程度等。目前，巖土工程中關(guān)于砂土抗剪強(qiáng)度參數(shù)變化規(guī)律的研究并不多、數(shù)據(jù)缺乏。通過室內(nèi)試驗(yàn)的方法來測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)需要耗用大量的人力物力，而細(xì)觀數(shù)值模擬以其成本低，精度高等優(yōu)點(diǎn)越來越得到人們的認(rèn)可。結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)，通過細(xì)觀數(shù)值模擬的方法來總結(jié)砂土抗剪強(qiáng)度參數(shù)的變化

2、規(guī)律，并得到砂土內(nèi)摩擦角隨級(jí)配變化的變異系數(shù)是本文的主要研究思路。
　　 本文首先進(jìn)行了砂土的普通室內(nèi)直剪試驗(yàn)和半模直剪試驗(yàn)。通過普通直剪試驗(yàn)得到幾種級(jí)配下砂土的抗剪強(qiáng)度和內(nèi)摩擦角。通過半模直剪試驗(yàn)對(duì)砂土直剪過程進(jìn)行細(xì)觀力學(xué)分析。然后利用顆粒離散元法中的二維顆粒流方法，以室內(nèi)直剪試驗(yàn)的研究結(jié)果為基礎(chǔ)，從宏細(xì)觀結(jié)合的角度對(duì)直剪過程中砂土的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了細(xì)觀模擬。在利用常規(guī)直剪試驗(yàn)結(jié)果對(duì)細(xì)觀數(shù)值模擬中的接觸本構(gòu)模型進(jìn)行標(biāo)定后，得到了

3、二維條件下用于模擬的細(xì)觀參數(shù)組合；模擬砂土的直剪過程中的變化特性，并與標(biāo)準(zhǔn)砂直剪試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，使得細(xì)觀數(shù)值模擬能夠與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果相吻合，證明了用細(xì)觀數(shù)值方法模擬砂土直剪的可行性。
　　 對(duì)多組不同級(jí)配的中砂進(jìn)行數(shù)值模擬，得到不同級(jí)配下中砂的抗剪強(qiáng)度和內(nèi)摩擦角變化規(guī)律。計(jì)算出內(nèi)摩擦角隨cu和d50的變化而變化的變異系數(shù)。分析級(jí)配變化引起中砂內(nèi)摩擦角變化的規(guī)律。發(fā)現(xiàn)當(dāng)d50和d10保持不變時(shí)，內(nèi)摩擦角隨著不均勻系數(shù)cu的增大而