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颗粒离散元模拟堆积碎石土变形的参数灵敏度分析
  • ISSN号:1007-4708
  • 期刊名称:计算力学学报
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:TU452[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程] O347.7[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]湘潭大学土木工程与力学学院,湘潭411105, [2]湘潭大学流变力学研究所,湘潭411105, [3]中南大学土木工程学院,长沙410075
  • 相关基金:国家自然科学基金(51108397,51308485); 湖南省自然科学基金(2015JJ2136,2015JJ6038)资助项目
  • 相关项目:基于新颖核机器的堆积碎石土滑坡非平稳变形行为研究
中文摘要:

采用颗粒离散单元方法,实现任意形状块石的模拟,基于室内试验数据标定滑坡坡体物质的堆(残、坡)积碎石土的细观参数,并考虑试样尺度效应,对影响堆积碎石土宏观变形特征的细观参数进行虚拟试验敏感度分析。研究表明,1以三轴剪切试验获得测试数据并标定颗粒离散元细观参数具有相对误差在5%以内的可靠性;2虚拟模型1(101mm×200mm)与模型2(300mm×600mm)对标定的细观参数具有尺度效应,但其相对误差控制在9%以内;3离散元颗粒间的摩擦系数与碎石土的内摩擦角、抗剪强度及残余强度为非线性正相关,摩擦系数每增加0.1,峰值主应力差平均增加118.85kPa,残余强度平均增加90.44kPa;4围压越大,材料的剪胀性越弱,围压在100kPa~500kPa时,剪胀特征值K在3~6之间变化,随着围压增加,模型破坏时的粘结力以近线性增加;5杨氏模量越大,碎石土的抗剪强度越大,但两者之间并不成线性关系,且不同杨氏模量对材料的残余强度没有显著影响。

英文摘要:

The author uses the granular discrete element method to simulate the arbitrary shape stone and calibrate the mesoscopic parameters of gravel soil which was mainly constituted by weathering, unloading,alluvial,deluvial, etc. Calibration is based on indoor triaxial compression experiments meas- ured data at the same time considering the scale effect of sample. This paper analyzed the sensitivity of the mesoscopic parameters which affection the accumulation of gravel soil macro deformation characteris- tics through the virtual experiment. Studies have shown that:① The mesoscopic parameters of gravel soils based on indoor experimental calibration relative error is within 5%. ② The size of the virtual experiment include model 1 (101 mm × 200 mm) andthe model 2 (300 mm × 600 mm). The model 2 to mesoscopi parameters calibration has scale effect, but the relative error controlled within 9%. ③ There are nonlinear positive relationships between the coefficient of friction of discrete element particles and the angle of internal friction, and the shear strength, and the residual strength. When the friction coefficient increased by 0.1,the peak deviator stress average increased 118.85 kPa and the residual strength average increased 90.44 kPa. ④ The greater the confining pressure, the weaker the material dilatancy is, when the confining pressure is changing between 100 kPa-500 kPa, the dilatancy characteristic value K is obtained from 3 to 6. The cohesive force of the damaged model nearly increases linearly as confining pressure increases. ⑤The greater the Young's modulus,the greater the shear strength of the gravel soil is,but there is not a linear relationship between them. Moreover, Young~s modulus does not affect residual strength of material significantly.

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期刊信息
  • 《计算力学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:大连理工大学 中国力学学会
  • 主编:程耿东
  • 地址:辽宁省大连理工大学《计算力学学报》编辑部
  • 邮编:116024
  • 邮箱:jslxxb@dlut.edu.cn
  • 电话:0411-84708744 84709559
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-4708
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1373/O3
  • 邮发代号:8-180
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵双效期刊,Ei Compenelex收录期刊,获2003年大连市期刊最佳印制奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9563