對于飽和密實含泥砂土力學特性的研究,細觀力學特性能很好的揭示砂土試樣的宏觀力學行為。本文針對南昌某地鐵站底板下的砂土為研究對象,采用PFC3D對室內(nèi)常規(guī)三軸試驗進行了數(shù)值模擬,對砂土模型細觀參數(shù)的敏感性進行了分析,并通過細觀的接觸力鏈和位移場對砂土模型細觀力學特性進行了研究。并使用所標定的常規(guī)三軸試驗的細觀參數(shù),通過PFC3D模擬的真三軸試驗,進行了驗證和分析。本文主要研究工作及成果如下:(1)進行了室內(nèi)常規(guī)三軸試驗,試驗中摻加了三種含泥量:0%、5%、10%,設(shè)置了100kPa、200kPa和400kPa三種圍壓,并在排水和不排水兩種條件下進行試驗。(2)采用軟件PFC3D對常規(guī)三軸試驗進行模擬分析,相關(guān)模型尺寸和土體參數(shù)與試驗參數(shù)一致,以符合實際試驗條件。對各個細觀參數(shù)的敏感性進行了分析,結(jié)合整個剪切過程和彈性變形階段的偏應(yīng)力應(yīng)變曲線,研究了各個細觀參數(shù)對峰值強度、峰值強度對應(yīng)的應(yīng)變變化情況、初始楊氏模量、剩余強度等的影響。(3)對細觀參數(shù)進行了標定,使模擬的曲線與實際的室內(nèi)試驗曲線相互擬合。將模擬曲線同時與室內(nèi)試驗和理論計算曲線進行對比分析,發(fā)現(xiàn)模擬曲線與試驗和理論計算曲線擬合度...

【文章頁數(shù)】：114 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 顆粒流方法的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.2 PFC2D、3D的應(yīng)用狀況
    1.3 目前研究存在的問題
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 創(chuàng)新點
        1.4.3 技術(shù)路線
第2章 顆粒流理論
    2.1 概述
    2.2 產(chǎn)生背景
    2.3 PFC3D簡介和基本假設(shè)
    2.4 計算過程的迭代
        2.4.1 力位移定律
        2.4.2 運動定律
    2.5 接觸模型
        2.5.1 接觸剛度模型
        2.5.2 滑動模型
        2.5.3 粘結(jié)模型
    2.6 本章小結(jié)
第3章 飽和砂土的三剪統(tǒng)一彈塑性邊界面模型及模型參數(shù)確定
    3.1 概述
    3.2 考慮剪脹特性的修正劍橋模型
    3.3 飽和砂土三剪邊界面彈塑性本構(gòu)模型
        3.3.1 邊界面方程
        3.3.2 流動法則與映射法則
        3.3.3 塑性模量
        3.3.4 彈塑性本構(gòu)關(guān)系
    3.4 模型參數(shù)確定
        3.4.1 顆粒篩分試驗
        3.4.2 砂土與泥的比重試驗
        3.4.3 砂的相對密度試驗
        3.4.4 常規(guī)三軸壓縮試驗
        3.4.5 無量綱常數(shù)α
        3.4.6 壓縮指數(shù)λ和回彈指數(shù)κ
        3.4.7 應(yīng)力比修正無量綱參數(shù)n
        3.4.8 砂土內(nèi)聚力c和內(nèi)摩擦角φ
        3.4.9 臨界圍壓和形函數(shù)參數(shù)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 飽和密實含泥砂土顆粒流模擬方法及細觀參數(shù)確定
    4.1 概述
    4.2 三軸模型的建立
        4.2.1 模型的生成
        4.2.2 伺服控制
        4.2.3 數(shù)據(jù)記錄
        4.2.4 剪切加載
    4.3 模擬方案
    4.4 試驗?zāi)Ｐ图氂^參數(shù)的敏感性分析和確定
        4.4.1 細觀參數(shù)的敏感性分析
        4.4.2 細觀參數(shù)的確定
    4.5 本章小結(jié)
第5章 飽和密實含泥砂土常規(guī)三軸力學特性顆粒流模擬
    5.1 概述
    5.2 試驗?zāi)M結(jié)果與室內(nèi)試驗和理論計算結(jié)果相比較
    5.3 砂土應(yīng)力狀態(tài)下破壞過程的細觀分析
        5.3.1 不同圍壓和含泥量下的位移場和剪切帶的形成
        5.3.2 不同圍壓和含泥量下的接觸力鏈
    5.4 本章小結(jié)
第6章 飽和密實含泥砂土真三軸力學特性顆粒流模擬
    6.1 概述
    6.2 真三軸應(yīng)力狀態(tài)土的力學特性關(guān)系式
        6.2.1 排水剪切
        6.2.2 不排水剪切
    6.3 真三軸模型的建立
        6.3.1 模型的生成
        6.3.2 伺服控制
        6.3.3 數(shù)據(jù)記錄
        6.3.4 剪切加載
    6.4 模擬方案
    6.5 結(jié)果對比分析
    6.6 砂土在真三軸應(yīng)力狀態(tài)下破壞過程的細觀分析
        6.6.1 接觸力鏈
        6.6.2 位移場
        6.6.3 峰值破壞后的位移場和速度場
    6.7 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
致謝
參考文獻
附錄A 常規(guī)三軸排水試驗程序框圖
附錄B 常規(guī)三軸不排水試驗程序框圖
附錄C 真三軸排水試驗程序框圖
附錄D 真三軸不排水試驗程序框圖



本文編號：3763119