h_v加筋土性状的颗粒流细观模拟

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1、第30卷第5期岩土工程学报Vol.30No.52008年5月ChineseJournalofGeotechnicalEngineeringMay,2008H-V加筋土性状的颗粒流细观模拟张孟喜，张石磊(上海大学土木工程系，上海200072)摘要：正交水平－竖向（H-V）加筋是一种新型的土工加筋技术，在H-V加筋土中除了有传统的水平筋条外，还在2D水平筋条上设置了竖向齿筋。结合已完成的加筋土三轴试验，采用基于离散元理论的颗粒流软件（PFC）对试验进行了仿真模拟，较好地拟合了H-V加筋砂土三轴试验的应力–应

2、变曲线，并通过观测颗粒的受力情况分析了H-V加筋砂土的受力机理。通过引入颗粒流理论，对H-V加筋砂土试样的剪切带形成进行了细观数值模拟，揭示了H-V加筋土中剪切带产生、扩展的渐进破坏规律。关键词：H-V加筋；三轴试验；颗粒流；离散元；剪切带中图分类号：TU472.34文献标识码：A文章编号：1000–4548(2008)05–0625–07作者简介：张孟喜(1963–)，男，山西万荣人，教授，博士后，博士生导师，主要从事新型土工加筋技术及环境岩土工程研究。E-mail:mxzhang@staff.shu

3、.edu.cn。2DBehaviourofsoilreinforcedwithH-VinclusionsbyPFCZHANGMeng-xi,ZHANGShi-lei(Dept.ofCivilEngineering,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract:Soilreinforcedwithhorizontal-vertical(H-V)inclusionsorthogonallyisanewconceptofreinforcedsoil.Inth

4、eH-Vreinforcedsoil,besidestheconventionalhorizontalinclusions,verticalreinforcedelementsarealsoplacedonthehorizontalones.AseriesoflaboratorytriaxialcompressiontestsonsandspecimensreinforcedwithH-Vorthogonalinclusionswerecarriedout.Particleflowcode(PFC),b

5、asedonthediscreteelementmethod(DEM),wasintroducedtosimulatethetriaxialtests.2DThemacrostress-strainrelationofthesandspecimensreinforcedwithH-VinclusionswasreproducedandverifiedbyPFC2Dmodel,andthefundamentalmechanismwasalsoanalyzed.Fromthenumericalsimulat

6、ionofPFC,theoccurrenceandpropagationofshearbandwerestudiedandsomeusefulconclusionsweredrawn.Keywords:soilreinforcedwithhorizontal-verticalorthogonalinclusions;triaxialcompressiontest;particleflowcode;discreteelementmethod;shearband2D0引言PFC（Particleflowco

7、dein2dimensions）即二维由于土工加筋技术可以有效地提高土体的强度和颗粒流程序，是通过离散单元法来模拟颗粒介质的运稳定性，近年来对加筋土的研究也迅速发展。张孟喜和动及其相互作用。池永用颗粒流较好地模拟了砂土的[11]2D孙遇祺通过加筋土挡墙模型试验，研究了面板压力及筋双轴试验。Potyondy和Cundall用PFC研究了岩[1]石接触问题[12]。刘文白等对桩进行了承受上拔荷载作条拉力分布规律。杨锡武等通过三轴试验研究了条带式、双向垂直条带式及网状加筋土的应力–应变关系，用的数值模拟试验并

8、且与物理实物试验实测值作了对[2]比[13]。Powrie等通过PFC3D对平面应变试验进行了模得到了Duncan-Chang非线性模型参数。谢文东提出[3]拟，并分析了颗粒流数值模型参数的选取[14]。SuYan了“加筋环”的新型加筋形式；Michalowski和Čermák，Yetimoglu和Salbas通过三轴试验研究了随机等引入不同的颗粒接触连接本构模型，分别建立了砂[4-5]土和黏性土的颗粒流模型[15]。分布纤维的纤维土强度特