颗粒形状对粗粒土密实度的影响研究

• 作者: 刘波 刘鹏 马刚 杨平荣 王一涵 冷天培
• 来源期刊: 人民长江
• 学科: 工学
• 关键词: 粗粒土 颗粒形状 密实度 孔隙比 形状指标 离散元 神经网络
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 所属期刊栏目: 科学试验研究|Experimental Research
• 页码范围: 155-162,170
• 页数: 9页
• 分类号: TV641.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.04.025

摘要

密实度是衡量粗粒土力学性能的重要指标之一.大量实验表明,颗粒形状对颗粒材料的密实度有显著的影响,但针对特定形状指标对密实度影响的研究较少.选取大石峡堆石坝料场的卵石料颗粒和块石料颗粒作为试验材料,通过三维扫描获取颗粒的真实形状,计算了颗粒的形状指标.基于颗粒的真实形状,构建模拟真实粗粒土颗粒的离散元团簇体模型.采用压缩边界法对颗粒集合体进行制样,并对所有试样孔隙比进行测定.BP神经网络与Olden方法相结合的参数敏感性分析显示:对密实度敏感性较强的形状指标依次为三维球度、凸度、三维圆度和二维圆度,颗粒的三维球度指标能够较好地反映粗粒土密实度随颗粒形状的变化规律.考虑粗粒土颗粒三维球度的正态分布特性,针对三维球度呈不同正态分布的试样进行数值模拟,结果表明:试样的孔隙比随颗粒三维球度分布范围的增大基本保持不变,其分布范围的变化对孔隙比的影响较小.