隨著高土石壩、超高建筑物等的建設(shè),工程方面對(duì)抗裂要求越來越高。若對(duì)土的抗拉伸能力不加以考慮,會(huì)在工程建造過程中造成較大浪費(fèi),因此研究非飽和土在三軸狀態(tài)下的拉伸破壞特性具有很強(qiáng)的實(shí)際意義。由于室內(nèi)實(shí)驗(yàn)受到測(cè)試技術(shù)和設(shè)備的限制,目前對(duì)于土體在三軸狀態(tài)下的拉伸特性研究較少,很多學(xué)者研究土體的抗拉特性時(shí)多為單軸拉伸情況。因此,本文擬基于離散元數(shù)值分析軟件MatDEM（矩陣離散元）和PFC（顆粒流）對(duì)非飽和土的抗拉特性進(jìn)行研究,研究成果主要分為以下三點(diǎn):（1）就目前巖土工程界的研究現(xiàn)狀來看,通過室內(nèi)試驗(yàn)手段進(jìn)行非飽和土體的三軸拉剪試驗(yàn)存在一定的困難。本文基于非飽和土室內(nèi)復(fù)雜單軸拉伸試驗(yàn)確定的不同孔隙比下的土體含水量與復(fù)雜單軸抗拉強(qiáng)度關(guān)系,利用MatDEM進(jìn)行數(shù)值仿真模擬。以非飽和土的復(fù)雜單軸抗拉強(qiáng)度為中間變量,標(biāo)定了非飽和土的宏觀參數(shù)含水量和離散元模擬的細(xì)觀參數(shù)之間的關(guān)系。進(jìn)而利用矩陣離散元軟件MatDEM建立非飽和土的三軸拉剪模型,并依據(jù)上述宏細(xì)觀參數(shù)之間的關(guān)系對(duì)數(shù)值模擬試樣進(jìn)行不同含水量下的三軸拉剪模擬。進(jìn)而分析不同含水量下試樣的三軸拉剪強(qiáng)度、破壞模式、位移場(chǎng)、能量場(chǎng)等,從試樣的宏觀破壞模式... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１線性接觸模型示意圖??－

ＡＵｓ＝ＡＵ－ＡＵｎ?（２－７）??法向力的計(jì)算原理如圖２－２所示。??＼??ｋｎ?＼??Ａ???—＞?＞??…?Ｚ叫??Ｓｃ＜?Ｓｒ??（ａｃｔｉｖｅ）?（瓶則??圖２－２通過間隙計(jì)算的法向力??Ｆｉｇ．２－２?Ｎｏｒｍａｌ?ｆｏｒｃｅ?ｖｅｒｓｕｓ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｇａｐ??＼Ｋ｛ｇｒ－ｇｃ），?ｇｃ＾ｇｒ??Ｆ？（，）＝＜?１?０＿０，?Ｓｃ＾ｇｒ?（２－８）??ｍａｘ［（Ｆ？（／））０－＾Ａ［／？，０．０??６??

?其中，（Ｆ？ｗ）。是指在上一步計(jì)算中得到的法向力。??切向力的計(jì)算原理如圖２－３所示。??ｌ．?Ｊｓ??／?（Ｆｎ０?／Ｉｓ??Ｚｆ?＼ｓｌｉｐ??Ｆｔ?ｎｏ?ｓｌｉｐ??＼?／＾?／??＼?／??＼＾細(xì)?Ｓ?＞／??圖２－３與剪切位移相關(guān)的剪應(yīng)力??Ｆｉｇ．２－３?Ｓｈｅａｒ?ｆｏｒｃｅ?ａｎｄ?ｒｅｌａｔｉｖｅ?ｓｈｅａｒ?ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ?ｄｕｒｉｎｇ?ｓｌｉｐ??切向力計(jì)算公式為：??Ｆ；＝（ＦＰ）〇－ｋｓ．Ｕｓ?（２－９）??（２－１０）??其中，（尸ｉ／：））。是指在上一步計(jì)算中得到的切向力。Ｃ是接觸的抗剪強(qiáng)度。則接??觸切向力計(jì)算公式為：??．Ｋ，??／；（’）＝?（２－１１）??ｉ７／」７，?ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ??該接觸模型中［２４］部分參數(shù)如法向接觸剛度、切向接觸剛度、顆粒間摩擦系數(shù)??等細(xì)觀參數(shù)（上述三個(gè)參數(shù)在ＰＦＣ中的屬性是可以繼承的）可以通過特定的數(shù)值??模擬結(jié)果與宏觀實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比來進(jìn)行標(biāo)定。??２．１．２非飽和材料接觸模型??由于本文也旨在通過ＰＦＣ來探究非飽和土的力學(xué)特性，因此非飽和材料離散??元計(jì)算模型的建立是尤為關(guān)鍵的。在最近的一些研究中，在微觀層面上，己經(jīng)有小??尺寸規(guī)則排列的球狀集合體被用來解釋非飽和土的主要力學(xué)特征［２５，２６］。很多基于??微觀結(jié)構(gòu)上的分析將毛細(xì)水作用與顆粒材料的力學(xué)性能聯(lián)系了起來［２７］。隨著在??７??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]非飽和結(jié)構(gòu)性黃土雙軸濕陷試驗(yàn)的離散元分析[J]. 蔣明鏡,胡海軍,李濤.  地下空間與工程學(xué)報(bào). 2016(04)
[2]非飽和土力學(xué)理論的研究進(jìn)展[J]. 劉艷,趙成剛,蔡國(guó)慶,李艦.  力學(xué)與實(shí)踐. 2015(04)
[3]花崗巖殘積土抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)研究[J]. 湯連生,桑海濤,侯濤,宋晶,羅珍貴,陳浩昆.  中山大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(06)
[4]基于離散元理論的粗粒土三軸試驗(yàn)細(xì)觀模擬[J]. 劉勇,朱俊樸,閆斌.  鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2014(04)
[5]巖石微觀膠結(jié)模型及離散元數(shù)值仿真方法初探[J]. 蔣明鏡,陳賀,劉芳.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2013(01)
[6]氯鹽漬土抗拉強(qiáng)度特性的試驗(yàn)研究[J]. 周美麗,侯煒.  鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(04)
[7]干燥過程中膨脹土抗拉強(qiáng)度特性研究[J]. 冉龍洲,宋翔東,唐朝生.  工程地質(zhì)學(xué)報(bào). 2011(04)
[8]復(fù)雜應(yīng)力下兩種膠結(jié)顆粒微觀力學(xué)模型的試驗(yàn)研究[J]. 蔣明鏡,孫渝剛,李立青.  巖土工程學(xué)報(bào). 2011(03)
[9]壓實(shí)黏土的三軸拉伸特性試驗(yàn)研究[J]. 張琰,張丙印,孫遜,李廣信.  水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2010(06)
[10]非飽和紅黏土三軸試驗(yàn)研究[J]. 龍萬學(xué),陳開圣,肖濤,彭小平.  巖土力學(xué). 2009(S2)

碩士論文
[1]非飽和土強(qiáng)度的三維顆粒流模擬[D]. 許自立.北京交通大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3490699