砂土直剪试验离散元数值模拟与细观变形机理研究-长江科学院院报.PDF

　 ３４ ４ 　 　 　 　 　 　 Ｖｏｌ．３４　Ｎｏ．４　　 第 卷第 期 长 江 科 学 院 院 报 　　２０１７ ４ ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ Ａｐｒ．２０ １７　 　 年 月 － 　　ｄｏｉ：１０．１１９８８／ｃｋｙｙｂ ２０１７，３４（４）：１０４１１０，１１６ 砂土直剪试验离散元数值模拟与细观变形机理研究 　 ， 　 ， 李 爽 刘 洋 吴可嘉 （ ， 　１０００８３） 北京科技大学 土木与资源工程学院 北京 　 ： 。 摘 要 基于离散元法进行砂土直剪试验模拟与剪切宏细观响应研究 采用试样分条带法研究砂土剪切过程中的 ； － ， 、 。 、 变形发育情况 记录应力 位移关系 分析砂土剪切应力 应变特性与剪胀特性 通过分析接触力链 接触组构分 、 ； 布 配位数及滑动接触百分比等细观行为演化研究颗粒细观接触状态演变 基于局部孔隙率变化分析颗粒细观分 ２Ｄ ； ； ＰＦＣ 布状态演变 采用颗粒累积转动量和速度场分析颗粒细观运动状态及剪切带发育的细观机制 对离散元软件 ， 。 ： 、 、 ， 进行二次开发 实现主应力的可视化 研究表明 应变局部化集中于颗粒转动 接触滑动 体胀明显的剪切带内 剪 ， （１０～１５）ｄ ； 、 切带内外颗粒不同的运动状态导致细观参量的变化 剪切带厚度为 ５０ 力链网络 接触组构和主应力场本 ， 。 质上是一致的 三者主方向在剪切过程中发生了近似一致的偏转 ： ； ； ； ； 关键词 砂土 离散元法 直剪试验 细观力学 剪切带 － － － 中图分类号：ＴＵ４３　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号２０１７ 和亚塑性模型的有限元法研究了砂土直剪力学性质 及剪切带的应变局部化演变， 并分析了边界效应和颗 １　研究背景 。 粒直径对剪切带厚度的影响 但由于有限单元法无 ， 、