基于柔性边界的非饱和土三轴试验及离散元分析

非饱和土三轴试验的离散元模拟,对于从细观角度揭示其力学特性至关重要,但目前研究多采用刚性边界条件.使用黏结球颗粒代替橡胶膜,实现围压柔性加载.在此基础上,提出非饱和土三轴数值试验模拟流程,并进行不同围压下的三轴数值试验.从宏观破坏形态和细观剪切带、配位数、接触力等方面研究不同围压下非饱和土的力学特征.结果表明：非饱和土力学特性受围压影响较大,峰值应力和弹性模量随围压增大而增大,围压越大,剪胀性越小;试样主要表现为鼓胀破坏,破坏后剪切带在形态上呈对称的“X”形,剪切带的形成开始于颗粒的转动,到达峰值应力时,内部转动颗粒发生贯通,剪切带基本成型,围压越大,剪切带上转动颗粒数目和转动角度越小;配位数先增加后减少,与体应变变化趋势一致,且随围压增大而增大;剪切使法向接触力概率密度函数峰值左移,并且使法向接触力不均匀性增大,围压越大,法向接触力分布越均匀.该研究成果可为从细观认识非饱和土的力学行为提供途径.     

层状岩体PFC模拟的细观参数分析

【目的】研究层状岩体的非均质性，通过数值模拟的方法建立模型。【方法】基于复合岩体思想，在PFC^2D中加入等间距的层理弱面以模拟层岩的各向异性。分析了三轴压缩作用下，数值试件基质细观参数取值的依据。【结果】数值试件的摩擦角随着颗粒间摩擦系数和黏结摩擦角的提高分别呈非线性以及线性增加趋势；数值试件的黏聚力随着颗粒间摩擦系数和黏结摩擦角的提高而呈非线性降低趋势；随着黏结距离的增加，数值试件的摩擦角和黏聚力均呈线性增加趋势。【结论】数值模型可以模拟层状岩体的非均质性。