交通荷载作用下砂土力学性质的颗粒流模拟

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ＬＥＩＣｈａｎｇ — ｚｈｅｎｇ，ＤＩＮＧＰｅｎｇ — ｌａｉ，ＺＨＡＮＧＷｅｔ，ＳＵＮＫｅ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００４６，Ｃｈｉｎａ）
（南京大学地球科学与工程学院，江苏南京２１００４６）
摘要：采用二维颗粒流方法，建立隧道下卧层砂土的离散元数值试样．通过与室内试验的对比，标定了试样的细
观参数，模拟了固结排水奈件下砂土在循环等应力荷载作用下的剪切试验，分析了固结方式、平均应力、动应力水平等因素对其动力特性的影响，并从配位数和颗粒间接触力的空间分布和变化规律上对加载过程申的宏观动力特性做出了解释．模拟结果表明：应力一应变关系的非线性以及累积塑性应变与动应力水平正相关；动应力水平越高，剪胀
第１１卷
第３期
南京工程学院学报（自然科学版）
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ２－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｐａｒｔｉｃｌｅｆｌｏｗｍｅｔｈｏｄｉＳｕｓｅｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｄｉｓｃｒｅｔｅｅｌｅｍｅｎｔｎｕｍｅｉｒｃａｌｓａｍｐｌｅｓｆｏｒｓｕｂｓｔｒａｔｕｍｓａｎｄｓｏｆｔｕｎｎｅｌｓ．Ｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｌａｂｏｒａｔｏｒｙｔｅｓｔｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｔｈｅｍｉｅｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｒｆｔｈｅｓａｍｐｌｅｓ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｅｓｈｅａｒｔｅｓｔｓｏｆｔｈｅｓａｎｄｂｅｈａｖｉｏｒｕｎｄｅｒｄｒａｉｎｅｄｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｒｅａｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｔｈｅｎｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ｍｅａｎｎｏｒｍａｌｓｔｒｅｓｓａｎｄｃｙｃｌｉｃｓｔｒｅｓｓａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｎｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｎｕｍｂｅｒａｎｄｔｈｅｓｐａｃｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔａｎｄｃｈａｎｇｅｌａｗｓｏｆｃｏｎｔａｃｔｆｏｒｃｅｂｅｔｗｅｅｎｐａｒｔｉｃｌｅｓａｒｅｄｅｓｃｉｂｒｅｄｔｏｉｎｔｅｒｐｒｅｔｔｈｅｍａｃｒｏｓｃｏｐｉｃｓｈｅａｒｐｒｏｐｅｔｉｒｅｓｉｎｔｈｅｌｏａｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅｒｉａｔｙｏｆｓｔｒｅｓｓ・ｓｔｒａｉｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ，ａｎｄｅｕｍｕｌａｔｉｖｅｐｌａｓｔｉｃｓｔｒａｉｎａｎｄｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆｄｙｎａｍｉｃｓｔｒｅｓｓａｒｅｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ．Ａｓｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｔｒｅｓｓｌｅｖｅｌｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅｄｉｌａｔａｎｃｙｅｆｆｅｃｔｉｓｍｏｒｅｐｏｗｅｒｆｕｌ；ｂｕｔｉｎｈｉｇｈｃｏｎｆｉｎｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｔｈｅｄｉｌａｔｎｃａｙｅｆｆｅｃｔｒｅｍａｉｎｓｓｕｂｔｌｅ．Ａｓｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｔｒｅｓｓａｍｐｌｉｔｕｄｅｒｉｓｅｓ，ｔｈｅｄｅｎｓｅｄｅｇｒｅｅｏｆｓａｎｄｒｏｇｗｓ；ａｓｔｈｅｍｅａｎｓｔｒｅｓｓｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅｄｅｎｓｅｄｅｒｅｇｅｄｅｃｒｅａｓｅｓ．
效应越明显而高围压下剪胀效应则不明显；动应力幅值越大，砂土密实度越高，而平均应力越大，则密实度越低．关键词：交通荷载；颗粒流；砂土；循环加载；应力一应变关系中图分类号：ＴＵ４３１
Ｖｏ１．１１．Ｎｏ．３
２０１３年９月
Байду номын сангаас
Ｓｅｐ．，２０１３
文章编号：１６７２—２５５８（２０１３）０３— ０００１ —０６
交通荷载作用下砂土力学性质的颗粒流模拟
雷长征，丁蓬莱，张巍，孙可
ＳｉｍｕｌａｔｉｎｇｔｈｅＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＳａｎｄｓｕｎｄｅｒＴｒａｉｃｆＬｏａｄｓｂｙＰａｒｔｉｃｌｅＦｌｏｗＣｏｄｅ