基于三维扫描技术的土石混合体离散元模型参数反演及直剪模拟

王舒永; 张凌凯; 陈国新; 袁俊

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基于三维扫描技术的土石混合体离散元模型参数反演及直剪模拟

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利用三维扫描技术构建不同粒径的真实块石形状数据库,并建立不同含石量的土石混合体离散元随机模型.采用正交试验设计原理,分析试样宏细观参数间力学敏感性并建立两者的线性方程,结合物理试验对模型进行参数标定.对不同法向应力、不同含石量的土石混合体进行直剪模拟,结果表明:岩土体在剪切过程中,剪应力逐渐增大,变形先剪缩后剪胀;增加法向应力,试样抗剪强度提高,剪缩程度增大,但初始模量变化微弱;低含石量下剪力无明显峰值,应变硬化现象显著,变形以剪缩为主,随着含石量增加,初始模量及抗剪强度升高,高含石量下出现应力峰值,之后表现为应变软化,剪胀性突出.土石混合体增加法向应力或含石量,均会提高其初始配位数和力链强度,其中增加法向应力,配位数整体水平上升;在剪切过程中,低含石量下配位数呈递增趋势,高含石量下配位数逐渐减小,配位数不会持续增或减,当达到临界值时与试样体积一同趋于稳定;含石量越大剪切带越宽厚,剪切面周围速度及位移变化梯度较大,剪切中后期试样内出现逆时针涡旋速度场;动剪切盒内配位数较大,静剪切盒内配位数较小,剪切带处配位数波动幅度最大;岩土体中弱力链散乱稀疏,强力链分布集中,剪切时力链强度先增大后减小,逐渐发散变粗并沿对角线延伸,最终贯穿剪切区域.

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来源
《材料导报》 |2021年第10期|10088-1009510108|共9页
作者
王舒永; 张凌凯; 陈国新; 袁俊;
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作者单位

新疆农业大学水利与土木工程学院乌鲁木齐830052;

新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室乌鲁木齐830052;

新疆农业大学水利与土木工程学院乌鲁木齐830052;

新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室乌鲁木齐830052;

新疆农业大学水利与土木工程学院乌鲁木齐830052;

新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室乌鲁木齐830052;

中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司西安710075;

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正文语种 chi
中图分类土力学;
关键词
土石混合体; 三维扫描技术; 大型直剪试验; 宏观变形规律; 细观结构特征;

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