基于能量耗散机制的粗粒土圆度损伤特性分析

• 作者: 何亮 潘远阳 雷壮 魏玉峰
• 来源期刊: 水文地质工程地质
• 关键词: 粗粒土 圆度损伤因子 能量耗散 剪切试验 力学特性
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: 工程地质
• 页码范围: 120-126
• 页数: 7页
• 分类号: TU411.7
• 语种: 中文
• DOI: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.2019.05.16

摘要

圆度损伤是研究粗粒土力学特性变化的重要指标,为探索剪切过程中粗粒土圆度损伤的演化过程,定性及定量从能量角度对损伤本质进行分析.根据能量耗散原理,分析了剪切系统及单个颗粒剪切过程中能量的耗散与传递.结合弹塑性力学与热力学定律,定义粗粒土圆度损伤因子Dr,建立了基于能量耗散下的圆度损伤模型.采用剪切试验研究不同圆度的花岗岩和卵石颗粒的强度特性,以观测效果较好的花岗岩颗粒为研究对象,研究不同法向应力下的圆度损伤演化过程,运用MATLAB对模型及试验数据分析.结果 表明:圆度不同的颗粒(花岗岩、卵石)随圆度减小,传递到颗粒内部积聚的塑性势能增大,更易在颗粒边界棱角处产生微裂纹使颗粒磨损,从而增大粗颗粒圆度,强度特性减小;剪切试验粗粒土圆度损伤演化过程存在2次损伤拐点,可分为圆度损伤响应、圆度损伤演化、圆度损伤稳定3个阶段;同一类型颗粒法向应力增大,达到损伤临界状态圆度损伤所需能量增大,圆度损伤因子减小.基于能量耗散下建立的圆度损伤模型阐述了剪切过程中的圆度损伤,试验结果能合理地反应圆度损伤演化过程中颗粒力学特性响应.