冻融循环下黄河堤岸砂质壤土宏细观破坏过程.pdfVIP

第52卷第6期河海大学学报(自然科学版)Vol.52No.6

2024年11月JournalofHohaiUniversity(NaturalSciences)Nov.2024

DOI:10.3876/j.issn.10001980.2024.06.010

冻融循环下黄河堤岸砂质壤土宏细观破坏过程

11,2131,2

张江浩,冀鸿兰,杨摇震,李志军,刘晓民

(1.内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院,内蒙古呼和浩特摇010018;

2.黄河流域内蒙段水资源与水环境综合治理自治区协同创新中心,内蒙古呼和浩特摇010018;

3.大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁大连摇116024)

摘要:为揭示黄河堤岸砂质壤土在冻融循环下的宏细观破坏规律,通过三轴剪切试验和离散元数

值模拟分析了堤岸砂质壤土在不同冻融循环次数下的抗剪强度变化、形变破坏特征、力链发展趋势

和组构张量演化规律。结果表明:冻融循环会显著降低砂质壤土的抗剪强度,诱发砂质壤土产生冻

胀融沉,抗剪强度平均损失率在15次冻融循环后达到了24.06%;冻融循环后砂质壤土鼓胀破坏

区最大直径变小,接触力最大值平均降幅为26.89%;冻融循环后法向接触数目组构张量略微增大,

法向接触力组构张量明显降低,各向异性程度减弱;冻融循环前后砂质壤土强接触和全接触等效各向

异性均低于冻融前,强接触等效各向异性系数与偏应力变化趋势基本一致。基于离散元模拟结果建

立了一种以冻融循环次数为控制参数的堤岸砂质壤土抗剪强度预测模型,具有较好的预测效果。

关键词:砂质壤土;黄河堤岸;冻融循环;离散元数值模拟;组构张量;各向异性

中图分类号:TU432;TV84摇摇摇文献标志码:A摇摇摇文章编号:10001980(2024)06006912

Macroscopicandmicroscopicdamageprocessesofsandyloamsoilsin

YellowRiverembankmentunderfreeze鄄thawcycles

11,2131,2

ZHANGJianghao,JIHonglan,YANGZhen,LIZhijun,LIUXiaomin

(1.CollegeofWaterConservancyandCivilEngineering,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Hohhot010018,China;

2.AutonomousRegionCollaborativeInnovationCenterforIntegratedWaterResourcesandWaterEnvironmentin

InnerMongoliaSectionofYellowRiverBasin,Hohhot010018,China;

3.StateKeyLaboratoryofCoastalandOffshoreEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China)

Abstract:Inordertorevealthemacroscopicandmicroscopicdama