豎向加筋砂土直剪試驗的顆粒流數(shù)值分析
本文選題:直剪試驗 + 加筋 ; 參考:《浙江大學(xué)》2013年碩士論文
【摘要】:土工袋裝砂石樁復(fù)合地基是一種新型的地基處理技術(shù),目前關(guān)于該復(fù)合地基的剪切特性的研究很少。開展土工袋裝砂石樁復(fù)合地基抗剪特性的研究,關(guān)鍵之一在于袋體與土體界面的剪切特性的研究,即豎向加筋土體剪切特性的研究。本文利用顆粒流軟件PFC2D,從顆粒層面上對豎向加筋土體的直剪試驗進行分析,揭示了其微觀現(xiàn)象及機理,本文主要工作和研究成果如下: (1)利用顆粒流理論對直剪試驗進行數(shù)值模擬,分析了顆粒級配、孔隙比、顆粒接觸剛度、顆粒摩擦系數(shù)和顆粒形狀等細(xì)觀參數(shù)的變化對宏觀抗剪強度的影響。 (2)對顆粒間摩擦系數(shù)取值為0.2~10,研究直剪試驗中材料峰值內(nèi)摩擦角和顆粒摩擦系數(shù)之間的關(guān)系,并對直剪試驗中顆粒轉(zhuǎn)動問題進行討論,研究了其中的顆;瑒雍蜐L動破壞機理;討論了直剪試驗中顆粒尺寸效應(yīng);針對顆粒流中用圓形顆粒模擬實際不規(guī)則砂土的固有缺陷,提出了提高應(yīng)力比的措施;對直剪試驗中的臨界加載速率進行了討論。 (3)對豎向加筋的直剪試驗進行了顆粒流模擬,宏觀上,分析了加筋層數(shù)、密實度、筋材拉伸模量和筋材表觀摩擦系數(shù)對剪應(yīng)力—位移曲線的影響。微觀上,從顆粒接觸狀態(tài)、顆粒分布狀態(tài)、顆粒運動狀態(tài)和主應(yīng)力偏轉(zhuǎn)等方面對剪切過程中的微觀力學(xué)性質(zhì)進行分析,并從宏觀和微觀上比較討論了加筋的影響。 本文的創(chuàng)新點在于利用顆粒流程序PFC~(2D)對砂土直剪試驗?zāi)P瓦M行了離散元分析,并對豎向加一層筋和加兩層筋的情況進行數(shù)值研究,著重從顆粒層面上對加筋砂土剪切過程中的微觀變化進行了細(xì)觀機理分析。
[Abstract]:This paper studies the shear characteristics of soil - bagged sand - stone pile composite foundation , which is based on the study of shear characteristics of the soil interface . The key of this paper is to study the shear behavior of the soil interface , which is the study of shear behavior of the vertical stiffened soil .
( 1 ) The effects of particle size distribution , pore ratio , particle contact stiffness , particle friction coefficient and particle shape on the macroscopic shear strength were analyzed by using particle flow theory .
( 2 ) The relationship between the internal friction angle and the particle friction coefficient of the material in the direct shear test is studied . The particle sliding and rolling damage mechanism are studied in the direct shear test .
The particle size effect in direct shear test is discussed .
In order to simulate the inherent defects of the actual irregular sand by using circular particles in the particle flow , the measures to improve the stress ratio are put forward .
The critical loading rate in direct shear test is discussed .
( 3 ) The influence of reinforcement layer number , density , tensile modulus of rib and apparent friction coefficient on shear stress - displacement curve are analyzed . The micro - mechanical properties of shear process are analyzed from the aspects of particle contact state , particle distribution state , particle motion state and principal stress deflection , and the influence of reinforcement is discussed from the macroscopic and microscopic aspects .
In this paper , the discrete element analysis of the sand - soil direct shear test model is carried out by using the particle flow program PFC ~ ( 2D ) , and the numerical research is carried out on the case of vertical reinforcement and two - layer reinforcement , and the microscopic changes in the shearing process of the reinforced sandy soil are analyzed in detail from the particle level .
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號】:TU411.7
【參考文獻】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 曾遠(yuǎn);周健;;砂土的細(xì)觀參數(shù)對宏觀特性的影響研究[J];地下空間與工程學(xué)報;2008年03期
2 任磊;肖昭然;胡霞光;;級配碎石直剪試驗的細(xì)觀分析[J];公路;2008年05期
3 周健,池永;土的工程力學(xué)性質(zhì)的顆粒流模擬[J];固體力學(xué)學(xué)報;2004年04期
4 焦紅光;李靖如;趙繼芬;趙躍民;;關(guān)于離散元法計算參數(shù)的探討[J];河南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年01期
5 邢紀(jì)波,俞良群,張瑞豐,王泳嘉;離散單元法的計算參數(shù)和求解方法選擇[J];計算力學(xué)學(xué)報;1999年01期
6 羅勇;龔曉南;吳瑞潛;;樁墻結(jié)構(gòu)的顆粒流數(shù)值模擬研究[J];科技通報;2007年06期
7 孫其誠;王光謙;;顆粒流動力學(xué)及其離散模型評述[J];力學(xué)進展;2008年01期
8 劉海濤;;顆粒材料中貫入試驗的離散元分析[J];煤炭技術(shù);2011年01期
9 胡黎明;馬杰;張丙印;;直剪試驗中接觸面漸進破壞的數(shù)值模擬[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)網(wǎng)絡(luò).預(yù)覽;2008年06期
10 蔣明鏡;李秀梅;;雙軸壓縮試驗中砂土剪切帶形成的離散元模擬分析[J];山東大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2010年02期
相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條
1 曾遠(yuǎn);土體破壞細(xì)觀機理及顆粒流數(shù)值模擬[D];同濟大學(xué);2006年
2 尹小濤;巖土材料工程性質(zhì)數(shù)值試驗研究[D];中國科學(xué)院研究生院(武漢巖土力學(xué)研究所);2008年
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條
1 劉海濤;無粘性顆粒材料剪切試驗和貫入試驗的離散元分析[D];清華大學(xué);2010年
2 楊全文;離散元法干顆粒接觸模型研究及微機可視化程序設(shè)計[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2001年
3 常在;土的顆粒力學(xué)理論及數(shù)值模擬[D];清華大學(xué);2008年
,本文編號:1856062
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/sgjslw/1856062.html