砂性土誘發(fā)各向異性的顆粒流數(shù)值模擬研究.pdf

1、實(shí)際工程中如基坑開挖，土石壩蓄水以及筑堤階段，都是應(yīng)力狀態(tài)改變引起土體中產(chǎn)生誘發(fā)各向異性的典型例子，但以往的研究多將之歸于應(yīng)力路徑對(duì)于土體應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系的影響，并沒(méi)有明確從各向異性的角度提出。從解決工程實(shí)際問(wèn)題角度出發(fā)，需要對(duì)誘發(fā)各向異性進(jìn)行更深入的研究。本文采用離散元顆粒流理論對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，主要內(nèi)容如下：
　　 1.研究了不同固結(jié)應(yīng)力水平和不同固結(jié)應(yīng)力比的砂土誘發(fā)各向異性的發(fā)展規(guī)律，及其對(duì)砂土在單調(diào)荷載作用下的

2、變形影響。通過(guò)定量描述細(xì)觀組構(gòu)參數(shù)的變化研究砂土誘發(fā)各向異性，闡明砂土宏觀力學(xué)特性及細(xì)觀工作機(jī)理，及尺寸效應(yīng)對(duì)誘發(fā)各向異性的影響。
　　 2.研究循環(huán)剪切條件下砂土誘發(fā)各向異性，包括：保持應(yīng)力水平不變，循環(huán)偏應(yīng)力幅值分別為△t=5％，10％，20％p，對(duì)土樣進(jìn)行循環(huán)剪切試驗(yàn)；保持循環(huán)偏應(yīng)力幅值△q=10％p不變，對(duì)不同偏應(yīng)力水平下砂土進(jìn)行循環(huán)剪切試驗(yàn)。
　　 得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：
　　 1.在數(shù)值模擬中，足夠大的等

3、向固結(jié)圍壓可以部分消除試樣在制樣或沉積中產(chǎn)生的原生各向異性。而不等向固結(jié)圍壓作用下的試樣呈現(xiàn)出非常明顯的初始各向異性，且各向異性主方向與固結(jié)應(yīng)力中的最大主應(yīng)力方向基本平行。
　　 2.在單調(diào)加載中后期，由于誘發(fā)各向異性中的60％為法向接觸力各向異性引起，且其主方向能充分代表法向接觸力的發(fā)展方向。因此在組構(gòu)參量中，法向接觸力各向異性最能夠代表誘發(fā)各向異性發(fā)展的程度。
　　 3.尺寸效應(yīng)數(shù)值模擬中，試樣所包含的顆粒數(shù)目對(duì)應(yīng)力