【摘要】：滑坡作為一種重要的地質(zhì)災(zāi)害,對滑坡的形成及機(jī)理的研究常常是本學(xué)科的重點�；轮袔r土體滑移面的破壞與剪切帶的形成密切相關(guān),所以研究剪切帶的形成與演化機(jī)理對研究和防治滑坡有重要意義。本文使用PFC2D離散元軟件對砂土顆粒介質(zhì)進(jìn)行雙軸壓縮試驗的數(shù)值模擬。從速度場、位移場、轉(zhuǎn)動場以及力鏈網(wǎng)絡(luò)等4個方面對砂土顆粒介質(zhì)體系在雙軸壓縮試驗中剪切帶的形成與演化的過程和機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的分析;對剪切帶的傾角和厚度進(jìn)行了簡單的探討;通過對剪切帶內(nèi)、外孔隙率,配位數(shù)及應(yīng)力水平的定性分析來闡述剪切帶形成的應(yīng)變局部化現(xiàn)象,揭示了剪切帶形成與演化的內(nèi)在機(jī)理。并把顆粒物質(zhì)的堵塞和流動概念應(yīng)用于剪切帶的演化分析中,最后還驗證了剪切帶的形成與演化具有明顯的類固-液轉(zhuǎn)化特征。根據(jù)剪切帶的形成與演化所具有類固-液轉(zhuǎn)化特征,本文使用PFC3D離散元軟件對砂土顆粒進(jìn)行周期邊界條件下的單剪流動的數(shù)值模擬。從應(yīng)力、有效摩擦系數(shù)、配位數(shù)、凈接觸時間數(shù)、慣性指數(shù)和體系體積變化等6個角度分析剪切速率、顆粒摩擦系數(shù)和恢復(fù)系數(shù)對類固-液轉(zhuǎn)化過程的影響。發(fā)現(xiàn)孔隙比和剪切速率對類固-液轉(zhuǎn)化過程有明顯影響,而摩擦系數(shù)和恢復(fù)系數(shù)對類固-液轉(zhuǎn)化過程的影響很小。但是摩擦系數(shù)大、恢復(fù)系數(shù)小的顆粒體系更易發(fā)生凝滯;摩擦系數(shù)小、恢復(fù)系數(shù)大的顆粒體系更易發(fā)生流動。同時發(fā)現(xiàn)周期邊界條件會使顆粒體系的單剪流動中密砂發(fā)生體脹時伴隨著應(yīng)變硬化,而松砂發(fā)生體縮時伴隨著應(yīng)變軟化。因此提出要謹(jǐn)慎使用并進(jìn)一步研究周期邊界條件。根據(jù)堵塞和堵塞相圖的概念,使用孔隙比e、剪切應(yīng)力和剪切速率?建立了-?-相變圖,使用孔隙比e、剪切應(yīng)力和光滑系數(shù)建立了--相變圖。這些相變圖能夠直觀地反映顆粒在剪切流動中所處的狀態(tài)。本文最后還把-?-相變圖應(yīng)用于剪切帶的演化規(guī)律的定性分析中。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU43

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 周健,池毓蔚,池永,徐建平;砂土雙軸試驗的顆粒流模擬[J];巖土工程學(xué)報;2000年06期

2 蔡正銀,李相菘;無黏性土中剪切帶的形成過程[J];巖土工程學(xué)報;2003年02期

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本文編號：2569576