基于离散元法的土石混合体力学特性数值分析

• 作者: 汤新 蒋亚龙 孙洋 吴亮秦 圣小珍 郭文杰 王建立 .华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室 .江西省交通科学研究院有限公司 .上海工程技术大学城市轨道交通学院 .隔而固(青岛)振动控制有限公司
• 来源期刊: 华东交通大学学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 土石混合体;力学特性;离散元法;数值分析
• 年，卷（期）: 2025,（6）
• 页码范围: 1-10
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2024.06.007

摘要

【目的】探究断层破碎带内部土石混合体力学特性对隧道开挖稳定性的影响。【方法】采用离散元软件PFC 3D构建黏性土石混合体精细化模型，结合大型三轴压缩试验结果进行细观参数标定，开展系统性研究，分析不同因素对土石混合体的宏观力学特性的影响。【结果】随着含石量的增大，块石与土体基质逐步形成块石-土体骨架结构，抗剪强度快速增加；当块石倾角从0°增加到90°时，土石混合体抗剪强度呈现先下降后上升的趋势，在45°左右达到最低值；在高围压的作用下，不同倾角的块石整体移动和旋转差异更加显著，对试样强度影响较大。【结论】无论土石混合体内土体基质是何种性质，围压、含石量、块石倾角对土石混合体力学特性影响均较为显著，断层破碎带区域施工需结合上述因素进行综合分析，总结合理的超前支护方案。