基于三維離散元的土石混合料振動壓實特性研究.pdf

1、土石混合料主要由山體開挖爆破產(chǎn)生的粗、細顆粒共同組成，廣泛應用于山區(qū)公路的路基填筑。由于土石混合料級配變化大、含石量不均勻，相關(guān)的室內(nèi)試驗測定最大干密度的成本較高，且不能研究顆粒細觀參數(shù)對壓實效果的影響，難以系統(tǒng)研究土石混合料的壓實機理。與傳統(tǒng)的有限元法（FEM）相比，離散單元法（DEM）在模擬大變形、大位移等方面具有明顯的優(yōu)勢，適用于土石混合料振動壓實特性的研究。
　　本文基于離散理論，采用三維離散元方法對土石混合料表面振動壓實

2、試驗進行了數(shù)值模擬分析，研究了顆粒細觀與宏觀參數(shù)對壓實效果的影響。在三維離散元模型建立過程中，通過將級配粒徑取中值，能夠保證土石混合料的顆粒級配要求，采用半徑放縮法生成振動壓實初始試樣，提高了初始試樣的建立速度，并保證了粗、細顆粒的隨機分布，并通過每計算一定循環(huán)將所有顆粒的速度設(shè)置為零，解決了由于顆粒間接觸力較大引起的顆粒逃逸問題。
　　在數(shù)值模擬分析試驗中，假定粗、細顆粒密度相等，不考慮含水率的影響，提出以孔隙率作為模擬試驗壓實

3、質(zhì)量的量化評價指標。在此基礎(chǔ)上，分析了細觀與宏觀參數(shù)對壓實效果的影響，并根據(jù)振動壓實理論對模擬計算結(jié)果進行了分析。計算模擬分析結(jié)果表明：1）孔隙率隨著含石量和顆粒最大粒徑的增大而減小，并且變化趨勢與室內(nèi)試驗結(jié)果一致。2）隨著試筒直徑與顆粒最大直徑比值的增大，孔隙率逐漸減?。?）隨著荷載振動頻率的增大，孔隙率逐漸增大；4）隨著試筒剛度的增大，孔隙率先增大后減小；5）顆粒摩擦系數(shù)對孔隙率的影響不太明顯，而孔隙率隨著阻尼系數(shù)和球體剛度的增大而