松砂在循环荷载作用下力学特性的试验研究及离散元模拟

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1、浙江工业大学硕士学位论文松砂在循环荷载作用下力学特性的试验研究及离散元模拟姓名：朱小可申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：胡敏云20071101浙扛工业大学硬士学位论文松砂在循环荷载作用下力学特性的试验研究及离散元模拟摘要砂土是一种常见的地基土，循环荷载是常遇的工程荷载情况，研究砂土在循环荷载作用下的力学特性具有重要的意义和实际应用价值。从本质分析，砂土的力学特征受颗粒细观结构及其变化的控制，因此采取宏观与细观结合的方式来研究循环荷载作用下砂土的工作性状和力学响应，具有必要性。本文在前人工作的基础上，通过室内试验和离散元数值模拟，从宏观与细观相结合的角度分析循环荷载作用下松散砂

2、土的力学特性。主要工作如首先，采用大尺寸三轴仪，对正常固结下的松散砂土进行了静载和偏应力循环加载试验，分析了松散砂土的应力一应变特征，明确了松散砂土在循环荷载作用下的蠕变规律。其次，运用离散元法，在PFC2D软件的基础上编制了砂土循环加载模拟的程序，建立了松散砂土的数值试样，选择了合适的计算参数，修正了孔隙率的计算方法，改进了围压的加载方式，并进行前期调试工作保证数值模拟结果的准确性。最后，应用离散元法模拟，重点考察了偏应力幅值、应力水平、应力路径和试样尺寸对松散砂土试样力学特性的影响，结合试样的局部孔隙率的变化分析了试样的变形，并通过与室内试验结果和相关研究浙江工业大学硕士学位论文

3、比较，讨论了松散砂土在循环荷载作用下的工作性状，得到了以下的结论：1．静载试验中，应力稳定，砂土发生蠕变。循环加载试验中，偏应力幅值增大，砂土的应变增大，与离散元数值模拟的规律一致。2．应力水平提高，砂土的数值试样应变增大。3．在数值模拟中，应力路径对试样的力学特性有影响。在超固结状态下，试样对荷载的频率大小比较敏感。3．在数值模拟中，试样的尺寸增大，轴应变减小。性关键词：松散砂土，循环荷载，三轴试验，离散元，力学变形特浙扛工业大学硕士学位论文瞄偶CTLOOSESA套TDI，NDERCYCUCLOADD叮GABSTRACTSandisacommonkindoffoundationso

4、il．Itisnecessarytostudysandbehaviorundercyclicloading．CyclicloadingofIenOccursin既喀．m∞dng’suchasU'af五cengjneenng,maritimeengineeringandsubwayengineering．Essentially,sand’smechanicbehavioriscontrolledbyitsmicrostructure，SOitismoreappropriatetostudysand’Smechanicbehaviorandresponseunderbothmacroan

5、dmicrorespect．ForthispUl]30Se，laboratorytestandDEM(Distinctelementmethod)areappliedtoresearch011sand’smechanicbehavioruildorcyclicloading．Inthisthesis，Large-scaletriaxialapparatusisusedtocarryoutstaticandcyclicloading011loosesand．Accordingly,thecreepbehaviorofsandundercyclicloadingwasanalyze,LS

6、imulationprogramofcyclicloadingwascodedbased011PFC2DsoftwareandDEM,themainworkincludessettinguploosesandsamples，COl血rlllingtheporosityofsample，takinguseofmembraneandtestingsU'essofsandsampleinPFC2Dcode．InDEMsimulations，WepayattentiontoeffectOnsand’Smechanic浙江工业大学硕士学位论文behaviorfromtheamplitudaof

7、dcviationalstr酷s，stresslevel,stresspathandsamplesize．TheresultsWCTeanalyzexibycomp撕ngDEMsimulationandlaboratorytest．Themainconclusionsa陀asfollowing：1．Evenunderstaticloading,sandtroops．Riscanbeconcludedthatsand’screepexpandswhenamp