土體力學(xué)特性顆粒尺度效應(yīng)的理論與試驗研究
本文關(guān)鍵詞:土體力學(xué)特性顆粒尺度效應(yīng)的理論與試驗研究 出處:《巖土力學(xué)》2015年S1期 論文類型:期刊論文
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【摘要】:土體是一種復(fù)雜的顆粒體系,其強(qiáng)度與變形具有顯著的顆粒尺度效應(yīng)。為考慮土體不同尺度土顆粒對其宏觀力學(xué)特性的影響,根據(jù)土顆粒間相互作用產(chǎn)生的黏聚和摩擦物理效應(yīng)而非純粹幾何尺寸,劃分土顆粒尺度層次以構(gòu)造反映土體內(nèi)部材料信息和顆粒特征信息的土體胞元;谕馏w不同尺度結(jié)構(gòu)層次上力學(xué)響應(yīng)的特征,引入微重比的概念,建立具有多尺度分層次理論框架的胞元土體理論,解釋土體力學(xué)特性顆粒尺度效應(yīng)的物理機(jī)制,把微細(xì)觀土力學(xué)理論從定性分析推進(jìn)到定量計算的水平。設(shè)計一系列飽和重塑土的三軸不固結(jié)不排水剪切試驗對土體的顆粒尺度效應(yīng)進(jìn)行測試,并定量計算胞元土體理論的應(yīng)變梯度和Qg稟尺度等微細(xì)觀計算參數(shù)。試驗和理論計算結(jié)果均表明,土體強(qiáng)度和變形的顆粒尺度效應(yīng)隨加強(qiáng)顆粒的體分比增加以及粒徑減小而增強(qiáng),反映出土體強(qiáng)度和變形顯著的顆粒尺度效應(yīng);土體強(qiáng)度和變形尺度效應(yīng)的理論預(yù)測與試驗結(jié)果具有較好的一致性。
[Abstract]:Soil is a kind of complex particle system, its strength and deformation have significant particle size effect. In order to consider the influence of soil particle size on its macroscopic mechanical properties. The physical effects of agglomeration and friction due to the interaction of soil particles are not purely geometric. Soil particle scale level is divided to construct soil cell which reflects the material information and particle characteristic information of soil. Based on the characteristics of mechanical response in different scale structure, the concept of micro-weight ratio is introduced. The cellular soil theory with multi-scale hierarchical theory is established to explain the physical mechanism of particle size effect of soil mechanical properties. From qualitative analysis to quantitative calculation, a series of triaxial unconsolidated undrained shear tests of saturated remolded soil were designed to test the particle size effect of soil. The microcosmic calculation parameters such as strain gradient and Q g intrinsic scale of the cellular soil theory are calculated quantitatively. The experimental and theoretical results show that. The particle size effect of soil strength and deformation increases with the increase of volume fraction ratio and the decrease of particle size, which reflects the particle size effect of soil strength and deformation. The theoretical prediction of soil strength and deformation scale effect is in good agreement with the experimental results.
【作者單位】: 華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院;華南理工大學(xué)亞熱帶建筑科學(xué)國家重點實驗室;
【基金】:亞熱帶建筑科學(xué)國家重點實驗室資助項目(No.2012ZA04) 國家自然科學(xué)基金青年基金(No.51208211)
【分類號】:TU43
【正文快照】: 1引言土體是由粒徑跨越多個尺寸數(shù)量級的礦物顆粒以及水和空氣在一定條件下聚集而成的不均勻不連續(xù)顆粒材料[1],具有非常復(fù)雜的顆粒物質(zhì)力學(xué)特性[2]。土體復(fù)雜的顆粒物質(zhì)力學(xué)特性宏觀上表現(xiàn)為不同尺度土顆粒對其強(qiáng)度和變形影響產(chǎn)生強(qiáng)烈的顆粒尺度效應(yīng)。土體內(nèi)部存在大量隨土顆
【參考文獻(xiàn)】
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【共引文獻(xiàn)】
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,本文編號:1392494
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