碎石土與混凝土接觸面單剪試驗(yàn)力學(xué)特性的二維離散元模擬研究.pdf

1、土與結(jié)構(gòu)接觸面的研究在土木工程領(lǐng)域尤為重要，故研究其接觸面的力學(xué)特性是解決決土體與結(jié)構(gòu)相互作用問題的前提和基礎(chǔ)。與直剪試驗(yàn)相比，單剪試驗(yàn)具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如，其剪切破壞面并不是人為限定，豎向土體的變形不會(huì)受到約束，剪切面的應(yīng)力分布較為均勻等。所以本文采用單剪試驗(yàn)針對(duì)碎石土-混凝土接觸面進(jìn)行研究，主要分析不同含石量、不同法向應(yīng)力對(duì)接觸面力學(xué)特性的影響。
　　細(xì)觀力學(xué)特性也是碎石土力學(xué)特性的主要研究內(nèi)容，而室內(nèi)單剪試驗(yàn)卻無法直接地獲取細(xì)

2、觀力學(xué)參數(shù)，本文將采用顆粒流離散元 PFC2D3.10軟件數(shù)值模擬方法，從細(xì)觀層面來分析碎石土宏觀力學(xué)特性在整個(gè)剪切過程的變化規(guī)律。利用顆粒位移場(chǎng)圖、顆粒速度場(chǎng)圖及顆粒接觸力鏈圖來揭示剪切過程中碎石土顆粒本身的受力與與變形情況，主要研究內(nèi)容如下：
　　1)基于室內(nèi)碎石土-混凝土接觸面單剪試驗(yàn)，借助于 PFC2D顆粒流方法，建立與室內(nèi)試驗(yàn)基本一致的二維數(shù)值試驗(yàn)?zāi)Ｐ停?br>　　2)按照室內(nèi)級(jí)配曲線生成顆粒試樣，較為準(zhǔn)確地模擬碎石土-

3、混凝土接觸面單剪試驗(yàn)過程，對(duì)其強(qiáng)度特性及變形特性關(guān)系曲線都得到較好的模擬結(jié)果；
　　3)利用顆粒流數(shù)值模擬，得到單剪試驗(yàn)的剪切帶厚度，與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果基本一致；進(jìn)一步為估算出碎石土-混凝土接觸面剪切帶厚度提供可靠的依據(jù)。
　　4)利用顆粒位移場(chǎng)圖、顆粒速度場(chǎng)圖及顆粒接觸力鏈圖來揭示剪切過程中碎石土顆粒變化規(guī)律，并以此為依據(jù)對(duì)比分析其宏觀力學(xué)特性（剪應(yīng)力-剪切位移關(guān)系曲線中應(yīng)變硬化與應(yīng)變軟化）現(xiàn)象。
　　5)研究相關(guān)的各細(xì)