級配碎石工程力學性質(zhì)的數(shù)值模擬.pdf

1、級配碎石基層的工程設計和建設迫切需要一種有足夠力學依據(jù)和實際驗證的方法來評價級配碎石的路用性能，以取代以往的經(jīng)驗加實驗的設計方法來指導工程技術人員進行合理設計。由于級配碎石是大粒徑多級配的散體物料，其工程性質(zhì)相當復雜。為了正確描述其工程性質(zhì)，一個較好的途徑就是從它的細觀結(jié)構出發(fā)，結(jié)合實驗參數(shù)建立細觀結(jié)構模型以模擬其工程力學性質(zhì)。目前，許多研究者雖然提出了一些所謂的微細觀力學模型，但完全從微細觀層次上考慮級配碎石的模型還較少。正是在這種背

2、景下，本文開展了相關的研究工作。級配碎石的模量是影響其工程力學性能的主要因素。級配碎石模量不僅與其應力狀態(tài)有關，還與其本身的組構關系、級配、加載速率等有密切的關系。本文通過虛擬試驗，研究級配碎石模量的變化趨勢；通過不同的虛擬試驗，研究了影響級配碎石的模量的各種因素。希望能夠從細觀層次上建立級配碎石的分析模型，為級配碎石細觀結(jié)構分析提供一種分析方法和工具。 本文的主要工作包括： 1．離散單元法及其應用程序PFC的理論研究工

3、作。 2．級配碎石室內(nèi)實驗，為數(shù)值模擬提供相應的宏細觀參數(shù)。 3．隨機多邊形生成算法及其相應的程序設計 4．級配碎石的虛擬試驗及結(jié)果分析。 在前人對級配碎石所做研究的基礎上，本文在以下幾個方面有所創(chuàng)新： 1．首次采用離散元軟件PFC對級配碎石的回彈模量進行了系統(tǒng)的研究，結(jié)果表明采用離散元軟件對級配碎石進行分析比較理想； 2．自行開發(fā)的多邊形生成子程序代表碎石內(nèi)部細觀結(jié)構，并給出了相應的計算