顆粒流方法在土石混合體力學(xué)特性研究中的應(yīng)用.pdf

1、土石混合體的力學(xué)特性難以用現(xiàn)有的連續(xù)體力學(xué)理論予以解釋，關(guān)于土石混合體變形強(qiáng)度特性的試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究也比較缺乏。本文擬通過顆粒流方法來模擬和解釋土石混合體的一些力學(xué)特性，從而為建立合理的土石混合體本構(gòu)模型奠定基礎(chǔ)。
　　 首先回顧了現(xiàn)有土石混合體的相關(guān)研究成果，主要有應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、變形力學(xué)機(jī)制、強(qiáng)度特性、剪切破壞形態(tài)等。利用二維顆粒流程序(PFC2D)，通過對(duì)多組土石混合體（硬巖和軟巖碎塊石）、均質(zhì)土體的干燥狀態(tài)和飽和狀態(tài)雙軸

2、試驗(yàn)結(jié)果的比較分析，得到了其力學(xué)特性規(guī)律，并探討了土石混合體中碎塊石、土體性質(zhì)和超孔隙水壓力的影響。
　　 為了建立合理的顆粒流模型，討論了顆粒參數(shù)與宏觀參數(shù)之間的關(guān)系；利用MATLAB 的圖像處理模塊編制程序，將土石混合體的數(shù)字圖像直接轉(zhuǎn)換為PFC2D 數(shù)據(jù)格式，并建立了土石混合體的PFC2D 模型。
　　 為了研究碎塊石性質(zhì)對(duì)土石混合體力學(xué)特性的影響，本文基于PFC 內(nèi)置的FISH 語言，編制了用于模擬硬巖碎塊石的”

3、聚?！盋LUMP 的程序，分別使用硬巖（不可破裂）和軟巖（可破裂）來模擬土石混合體中的碎塊石顆粒，進(jìn)行雙軸試驗(yàn)，獲得了土石混合體的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系特征、剪切破壞形態(tài)等。為了解均質(zhì)土體與土石混合體力學(xué)特性的差異，建立了均質(zhì)土體顆粒流模型進(jìn)行雙軸試驗(yàn)，并將試驗(yàn)結(jié)果與土石混合體進(jìn)行了比較分析。論文還對(duì)PFC 中的達(dá)西滲流程序進(jìn)行改進(jìn)以滿足飽和狀態(tài)雙軸試驗(yàn)，研究并獲得了超孔隙水壓力對(duì)土石混合體強(qiáng)度的影響，為定量化研究超孔隙水壓力對(duì)土石混合體強(qiáng)度的削