非饱和紫色土三轴试验颗粒流宏细观参数关系研究 |
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引用本文: | 毛海涛,黄海均,严新军,王晓菊.非饱和紫色土三轴试验颗粒流宏细观参数关系研究[J].工程地质学报(英文版),2021,29(3):711-723. |
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作者姓名: | 毛海涛 黄海均 严新军 王晓菊 |
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作者单位: | 重庆三峡学院,万州404000,中国;新疆农业大学,乌鲁木齐 830052,中国;新疆农业大学,乌鲁木齐 830052,中国;河海大学,南京210098,中国 |
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基金项目: | 国家自然科学基金项目41602367重庆市科委基础与前沿研究计划项目2018jcyjAX0673重庆市教委科技项目KJQN201801203 |
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摘 要: | 为确定非饱和紫色土颗粒流宏细观力学参数间关系,采用三维颗粒流软件(PFC3D)并结合控制变量法与莫尔-库仑破坏准则,对不同含水率(8%、10%、12%、14%、16%、18%)及围压(100kPa、200kPa、300kPa、400 kPa)条件下的非饱和紫色土三轴固结不排水试验进行了数值模拟,并与室内结果进行对比。结果表明:重塑紫色土黏聚力随含水率增加呈先增后减的趋势,且存在临界含水率12%;内摩擦角与含水率呈一阶线性负相关。紫色土的宏观强度参数黏聚力与细观参数切向黏结强度呈线性正相关,而内摩擦角值由颗粒切向黏结强度及摩擦系数共同决定。建立了紫色土含水率与颗粒切向黏结强度、摩擦系数之间的定量关系,通过细观参数切向黏结强度及摩擦系数的改变来模拟不同含水率下紫色土的黏聚力与内摩擦角的变化,将数值模拟的应力-应变曲线与室内试验曲线进行对比,验证了该关系的正确性。利用PFC3D内置的切片工具对含水率为12%,围压为200kPa的数值试件进行剖切,可以较好地观察到紫色土三轴微观颗粒的运动情况及颗粒间接触力的分布特征,为深入探究紫色土的抗剪强度特性及应力-应变性状提供参考。
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关 键 词: | 紫色土 颗粒流 含水率 抗剪强度 细观参数 |
收稿时间: | 2019-10-08 |
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