基于离散元法的不同形状土体颗粒力学性能细观分析

• 作者: 张榜 丰浩然 吴灿 张鸿
• 来源期刊: 南昌工程学院学报
• 学科: 工学
• 关键词: 颗粒形状 三轴试验 力学性质 细观分析 离散元
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 土木与建筑工程
• 页码范围: 30-36
• 页数: 7页
• 分类号: TV41
• 语种: 中文

摘要

岩土体由大量不规则颗粒组成,单个颗粒的形状对于土体的宏观物理力学性质有直接的影响.基于离散元理论,建立了5种不同形状颗粒的三轴试验数值模型,从细观角度计算分析了土颗粒几何形状对介质剪切强度、配位数、孔隙率、颗粒旋转以及阻尼耗散能量的变化规律.结果表明,不规则形状颗粒的抗剪强度比球形颗粒的抗剪强度高,圆柱形颗粒比椭球形颗粒抗剪强度大;球形颗粒模型在加载过程中颗粒旋转角度较大,试样剪胀现象明显;不规则形状颗粒由于颗粒间咬合作用较强,颗粒旋转较小,试样没有发生明显剪胀现象.试验模拟发现,颗粒形状越不规则,阻尼耗散的能量越大,表明试样储存的动能越少,颗粒越不易发生移动,试样也越稳定.