岩土工程

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翻译样例: 基于细观结构的颗粒介质应力应变关系研究
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早期的颗粒介质细观结构研究主要采用实验与理论推导的方法. 自从Cundall和Strack[6]提出离散单元法(distinct element method, DEM)后, DEM数值解析成为颗粒介质细观结构研究的一种有效的工具, 因为它能提供各个颗粒的详细信息(位移、接触角、 接触力、发挥的摩擦角等), 且直接建立在最基本的牛顿第二运动定律上, 避免了通常用连续介质理论研究土体应力变形特性时要用到的由试验或经验得到的本构关系. 本文用DEM模拟一个颗粒介质的双轴压缩试验, 根据数值模拟结果, 分析颗粒介质在压缩-剪切过程中内部细观结构(主要是颗粒接点数按接触角整理的分布)的变化规律及其原因, 探讨滑动面上宏观应力应变量与颗粒细观结构量之间的关系, 并基于颗粒接点数分布的变化推导出一个颗粒介质的屈服函数. 颗粒介质等向压缩时, 反映颗粒结构的颗粒接点数按接触角整理的分布为圆形, 其圆的半径随平均正应力p的增大而增大; (ⅱ) 剪切过程中, 颗粒接点数的分布逐渐从圆形变化为椭圆形(或花生形), 其理由为剪切过程中颗粒接点数沿σ1方向增加, 而沿σ3方向减小, 定常接触的颗粒接触角也发生变化, 其变化量与颗粒间摩擦运动规律相对应; 颗粒接点数按接触角整理的分布是反映颗粒结构的一个重要指标, 基于颗粒结构变化的屈服面形状与修正剑桥模型的屈服面非常接近, 使用该屈服面方程可以通过颗粒接点数分布的变化说明在压缩和剪切过程中颗粒介质的屈服特性, 为从细观结构的变化规律进一步研究颗粒介质的应力-应变特性提供了一个可行的方法.

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