胶结型含可燃冰砂土剪切特性的离散元模拟

• 作者: 王璇 徐明
• 来源期刊: 工程力学
• 学科: 工学
• 关键词: 可燃冰 砂土 离散单元法 剪胀性 剪切带
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 土木工程学科
• 页码范围: 44-51
• 页数: 8页
• 分类号: TU43
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2020.03.0174

摘要

可燃冰是一种新型清洁能源,广泛分布于深海土体和常年冻土中,对其开采需要深入认识含可燃冰土体的力学特性.该文提出了一种胶结型含可燃冰砂土离散元模型建立方法,并利用该模型完成了排水双轴剪切试验的模拟.通过与前人试验数据对比,验证了该离散元模型的准确性,结合该模型分析了剪切过程中含可燃冰砂土的宏细观变化规律.结果表明:砂土抗剪强度、应变软化特性及剪胀性均随可燃冰饱和度的增加而增加;可燃冰胶结断裂数量的演化与偏应力紧密相关,偏应力达到峰值时胶结断裂数量增长速率最快;剪切过程中剪切带内外土体的胶结断裂、颗粒运动、孔隙率变化均表现出明显的差异.通过对模型粘结断裂率、剪切带内外局部孔隙率等细观指标的分析,对土体的偏应力变化、体积变化等宏观现象的机理做出了更进一步的阐释.