砂土穩(wěn)態(tài)強(qiáng)度試驗(yàn)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(shí)的一種連續(xù)變形狀態(tài)。只有當(dāng)所有顆粒都發(fā)生破壞、且都達(dá)到定向排列的完全穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)穩(wěn)態(tài)變形才達(dá)到。穩(wěn)態(tài)變形獲得的穩(wěn)態(tài)強(qiáng)度和穩(wěn)態(tài)線是用來評(píng)價(jià)飽和無粘性土體穩(wěn)定性的一種重要指標(biāo)?，F(xiàn)階段對(duì)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(qiáng)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(qiáng)度研究主要基于室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。但是室內(nèi)試驗(yàn)也存在一定的局限性。

2、三軸試驗(yàn)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(duì)試驗(yàn)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(rèn)為在準(zhǔn)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(yàn)分析法相比，數(shù)值分析法快捷、省時(shí)，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(duì)砂土室內(nèi)三軸試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬。　　本文利用室內(nèi)三軸試驗(yàn)對(duì)砂土

3、的變形特性及穩(wěn)態(tài)強(qiáng)度進(jìn)行了研究，證明了砂土穩(wěn)態(tài)強(qiáng)度與砂土的初始密實(shí)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(dòng)用的有效內(nèi)摩擦角?！　±肞FC3D對(duì)砂土剪切變形特性進(jìn)行數(shù)值模擬。在得到試樣宏觀力學(xué)剪切特性的同時(shí)，分析了剪切過程中內(nèi)部平均配位數(shù)的變化規(guī)律。進(jìn)一步研究了圍壓、相對(duì)密度對(duì)剪切力學(xué)特性的影響，并與室內(nèi)試驗(yàn)規(guī)律進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明，數(shù)值模擬能夠反映砂土單調(diào)剪