粘性土滲透破壞試驗及其數(shù)值模擬研究.pdf

1、粘性土在水利、土木等工程建設(shè)中經(jīng)常涉及。在進(jìn)行抗?jié)B相關(guān)計算時，粘性土抗?jié)B允許坡降大多依據(jù)經(jīng)驗確定，因可能存在較大偏差，這將給堤壩、基坑等工程建設(shè)帶來了較大的安全隱患。粘土作為一種離散材料，在實驗方法和滲透破壞機(jī)理等方面均與砂性土有所不同，開展從實驗儀器到細(xì)觀角度的粘性土滲透破壞試驗及其數(shù)值模擬研究，具有一定的理論和實踐意義。
　　論文研制了的一種新型適用于粘性土滲透破壞坡降的測定儀器，由加壓與測壓裝置、氣水轉(zhuǎn)換裝置、試樣滲透與監(jiān)測

2、系統(tǒng)三部分組成，可對粘性土抗?jié)B允許坡降值進(jìn)行有效測定。
　　利用所研制的儀器進(jìn)行了考慮土樣壓實度、粘土含量、顆粒級配等因素的粘性土滲透破壞試驗。結(jié)果表明:土樣的抗?jié)B坡降隨著土樣的壓實度增加而增加，且大致呈直線線性關(guān)系;滲透破壞允許坡降值與土樣中粘粒含量成正比例關(guān)系，而當(dāng)粘土含量大于90％或小于30％時，粘土含量對滲透坡降的影響并不是十分明顯;不同顆粒級配的土樣抗?jié)B允許坡降存在著顯著的差異性，級配良好與土樣抗?jié)B透破壞性能良好不成相關(guān)

3、關(guān)系，級配良好的粘性土并不能保證其抗?jié)B透破壞性能較好。
　　基于離散元原理，利用顆粒流軟件PFC2D對粘性土滲透破壞進(jìn)行了數(shù)值模擬，從微觀角度解釋了粘性土滲透破壞的力學(xué)機(jī)理，并與試驗室試驗對比，結(jié)果分析表明:粘性土滲透破壞的力學(xué)機(jī)理應(yīng)為高水力梯度條件下引起顆粒粘結(jié)的張拉破壞、從而形成裂紋并逐步發(fā)展為滲透通道;數(shù)值模擬土樣與室內(nèi)試驗土樣的滲透破壞通道位置基本一致;相同土樣壓實度條件下，數(shù)值模擬所得出的抗?jié)B允許坡降在數(shù)值上與室內(nèi)試驗結(jié)