基于宏观实验数据的岩土材料细观参数反演

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1、犬－ｉｌ裡大ｆＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士享位ｉ它文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ￣基于宏观实验数据的岩土材料细观参数反演学科专业作者姓名率――寧—指导教师————麥——答辩日期—Ｈ硕士学位论文基于宏观实验数据的岩土材料细观参数反演Ｉｎｖｅｒｓ－ａｒａｍｅｅｒｓｏｒｅｏｅｃｈｎｃａｉｏｎＰｒｏｃｅｄｕｒｅｏｆＭｅｓｏｐｔｆＧｔｉｌＭａｔｅｒｉａｌｓＢａｓｅｄｏｎＭａｃｒｏｓｃｏｉｃＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＤａｔａｐ作者姓名：

2、李邐学科、专业：工程力学：２１２０３１１５学号指导教师：李守巨教授－－：２０１５０６０１完成日期大遠理工大營ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明：作者郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体巳经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一同工作的同志对本研究所做的贡献。与我均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不

3、实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：基于宏观实验数据的岩土材料细观参数反演？／上作者签名．＜日：４後日期：，年月大连理工大学硕士学位论文摘要岩土材料不同于一般的宏观连续介质材料，其在细观组构上是颗粒堆积体，内部普遍存在着裂纹、孔洞及结构面等构造。离散单元法于１９７１年被引入，其将岩土材料视为由圆形颗粒构成的颗粒集合体，在细观层次上模拟岩土材料受力、运动及变形状态，２ｄ受到十分广泛的应用及进一步的研究。二维颗粒流程序ＰＦＣ基于离散单元法而幵发，被广泛应用于隧道开挖、基坑支护、边坡稳定性、土工试验模拟、岩石

4、破碎、渗流、动载问题等诸多岩土工程领域。颗粒流模拟的精度主要取决于其细观参数的确定，也称作“”标定，细观参数的标定通常采用常规试错法，即通过不断改变细观参数值直到模拟值与试验值基本吻合，其偶然性较高，理论性欠缺，标定难度较高。本文针对上述岩土材料细观参数标定方法的不足，结合试验设计、响应面法及ＢＦＧＳ一，优化算法，提出了种岩土材料细观参数反演辨识方法。使用线性接触模型模拟堆石料根据堆石料三轴压缩实验室试验观测数据及先验信息对堆石料细观参数进行了初步标定，设计了批量颗粒流模拟试验，基于响应面函数建立了堆石料宏观偏应力与细观参数之间的非

5、线性映射关系，采用ＢＦＧＳ优化算法对堆石料细观参数进行了反演。使用平行粘结模型模拟改性渔土，根据改性渣土三轴压缩实验室试验观测数据及先验信息对改性渔土细观参数进行了初步标定，设计了批量颗粒流模拟试验，基于响应面函数建立了改性渔土宏观偏应力与细观参数之间的非线性映射关系，采用ＢＦＧＳ优化算法对改性渔土细观参数进行了反演。研究表明，结合响应面法和ＢＦＧＳ优化算法，基于宏观实验数据的岩土材料细观参数反演方法具有较高的预测精度。根据估计的岩石平行粘结模型细观参数，对压头作用下岩石破碎过程进行了颗粒流模拟，并与已有研宄结果取得了定性上一２ｄ可从细

6、观角度再现压头破岩过程的致。研宄表明，ＰＦＣ，平行粘结模型可用来模拟岩石材料细观破坏行为。ＢＦＧＳ：算法关键词离散单元法；细观参数反演；颗粒流；响应面法；－－Ｉ基于宏观实验数据的岩土材料细观参数反演－ＩｎｖｅｒｓｉｏｎＰｒｏｃｅｄｕｒｅｏｆＭｅｓｏｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＭａｔｅｒｉａｌｓＢａｓｅｄｏｎＭａｃｒｏｓｃｏｉｃＥｘｅｒｉｍｅｎｔａｌＤａｔａｐｐＡｂｓｔｒａｃｔｔ－Ｇｅｏｅｃｈｎｉｃａｌｍａｔｅｒｉａｌｓｄｉｆｆｅｒｆｒｏｍｅｎｅｒａｌｃｏｎｔｉｎｕｕｍａｔｍａ

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