顆粒的相互作用與宏觀力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系研究.pdf

1、本文以離散元方法作為基礎(chǔ)，從細(xì)觀的角度來模擬室內(nèi)三軸試驗，建立了比較完善的三軸試驗數(shù)值模擬方法。借助 PFC2D數(shù)值模擬軟件對土的基本力學(xué)的細(xì)觀機理進行了研究，探討了顆粒材料在剪切過程中力鏈及位移場的變化，描述了其細(xì)觀作用機理，并重點分析了在不同顆粒粒徑大小、顆粒排列方式下顆粒接觸剛度、顆粒摩擦系數(shù)等細(xì)觀力學(xué)參數(shù)與宏觀力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系。通過這些工作得到如下主要結(jié)論：
　?。?）應(yīng)力應(yīng)變曲線峰值強度隨摩擦系數(shù)的增大而增大，摩擦系數(shù)較小

2、時，峰值強度隨摩擦系數(shù)的增大增加較快，當(dāng)顆粒的摩擦系數(shù)達(dá)到一定值后峰值強度不再隨摩擦系數(shù)的增大而增大，說明摩擦系數(shù)在一定范圍內(nèi)對顆粒的強度有影響；隨著顆粒粒徑的增大，摩擦系數(shù)對峰值強度的影響也增大；隨著摩擦系數(shù)的增大加載速度對峰值強度影響曲線斜率逐漸增大，說明摩擦系數(shù)越大加載速度對峰值強度的影響越大；峰值強度隨著加載板加載速度的增加而增大，且呈線性變化；隨著顆粒粒徑的增大加載速度對峰值強度影響曲線斜率逐漸增大，說明顆粒粒徑越大加載速度對

3、峰值強度的影響越大。
　?。?）下大上小排列試樣對應(yīng)的摩擦系數(shù)對峰值強度的影響最大，其影響曲線高于大小大排列的試樣，而大小大排列試樣的影響曲線高于小大小排列試樣，下小上大排列試樣對應(yīng)的摩擦系數(shù)對峰值強度的影響最小。
　?。?）峰值強度隨著接觸剛度的增加而增加，剛開始時峰值強度隨接觸剛度的增大增加較快，當(dāng)顆粒接觸剛度增大到2.5×108N.m-1之后，峰值強度增加逐漸變緩；顆粒粒徑越大，顆粒接觸剛度對峰值強度的影響越大。不同顆