土工格栅-玻璃砂界面细观特性离散元研究

论文摘要

为分析剪切带的形成机制和演化机理,明确拉拔试验中筋土界面参数的宏细观联系,基于离散元数值方法,使用PFC2D软件模拟土工格栅加筋玻璃砂的拉拔试验,并与物理拉拔试验结果进行对比分析.在数值试验中采用分段函数重现格栅非线性应力-应变关系,根据玻璃砂颗粒位移值确定剪切带的平均厚度,重点分析剪切带内接触力链、颗粒位移、颗粒旋转等因素以及大主应力方向与细观组构参数的联系.结果表明,在格栅拉拔位移较小时,离散元数值方法能较好地分析玻璃砂与土工格栅界面之间的力学行为,试样宏观的体积剪胀主要受剪切带内颗粒的运动控制;通过PFC2D程序采用FISH语言开发的颗粒旋转颜色显示程序,显示格栅上下界面砂颗粒出现不同的旋转方式,颗粒位移和旋转形成了一个呈"锯齿"分布的剪切区,揭示颗粒位移和颗粒旋转是剪切带演化的重要特征;接触力的分布及其各向异性演化决定了试样宏观的力学性质和剪切带基本形状;整个拉拔阶段,剪切带内大主应力方向的偏转与接触力各向异性主方向的偏转呈相近趋势.

论文目录

• 1 颗粒流模拟
•   1.1 数值模拟和标定
•   1.2 双轴压缩试验
•   1.3 格栅拉伸试验
•   1.4 拉拔试验
• 2 离散元模型宏观响应分析
•   2.1 数值试验与物理试验对比验证
•   2.2 测量圆中配位数和孔隙率
•   2.3 颗粒的运动与剪切带
• 3 拉拔试验的细观分析
•   3.1 数值模型中力链的演化
•   3.2 大主应力方向与组构各向异性分布规律
• 4 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 马强,吴峰,肖衡林

关键词: 土工格栅,玻璃砂,格栅位移,剪切带,组构各向异性

来源: 哈尔滨工业大学学报 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 建筑科学与工程

单位: 湖北工业大学土木建筑与环境学院

基金: 国家自然科学基金(51678223),湖北省中央引导地方科技发展专项(2018ZYYD005),湖北工业大学绿色工业引领计划(YXQN2017001)

分类号: TU41

页码: 151-158

总页数: 8

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