胶结砂土强度特性的真三轴试验离散元分析

• 作者: 张伏光 蒋明镜
• 来源期刊: 岩石力学与工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 土力学 胶结砂土 强度 离散元 真三轴 组构
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 所属期刊栏目: 土工基础
• 页码范围: 1530-1539
• 页数: 10页
• 分类号: TU43
• 语种: 中文
• DOI: 10.13722/j.cnki.jrme.2017.1464

摘要

采用三维离散元法从宏微观尺度研究胶结砂土在真三轴试验条件下的强度特性.首先,将一个已有的三维胶结接触模型引入到离散元程序中,对胶结砂土数值试样进行真三轴试验离散元模拟(平均应力p保持不变,包括结构屈服前p=100 kPa和屈服后p=800 kPa);然后,对比分析离散元模拟结果和室内试验结果,并验证已有的胶结材料破坏准则;最后,从微观尺度对强度特征给予机制性分析.结果表明:当p小于结构屈服应力py时,应力-应变关系表现为显著的应变软化,当p＞py时,应力-应变关系则呈现为应变硬化现象,且均受中主应力系数b的影响.归一化的峰值强度qpeak随b增加而逐渐减小,该变化规律与已有室内试验结果符合较好.ModifiedLade-Duncan准则可以较好地预测p=100,800 kPa时的峰值强度,Extended SMP准则能较好地预测p=100 kPa时的峰值强度,但高估了p=800 kPa时的峰值强度.在微观尺度上,胶结试样的宏观力学特性主要受强接触点控制;随b增加,颗粒间法向接触力分布逐渐不均匀,导致胶结材料强度降低.