浅谈正常固结砂性土在循环剪切作用下变形特性的颗粒流模拟

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1、作人机已留阅进正常固结砂性土在循环剪切作用下变形特性的颗粒流模拟摘要砂性土是工程中常遇的地基土，在循环荷载作用下，地基的变形将十分显著，对工程的安全性、稳定性和使用功能产生不利影响，所以研究砂土的循环变形特性具有重要意义。从本质上讲，砂土的变形特性受微细观结构的变化控制，因此有必要对砂土在循环荷载下变形的细观机理进行研究。本文采用基于颗粒流理论的模拟软件(PFC2D)，针对这一问题进行了数值模拟研究。主要内容如下：1．研究了砂土的如固结过程，考察了加载速率、加载方式、摩擦特性和侧限刚度对％值的影响，并对Jaky公式的适用性进行了探讨。结果表明：(a)加载速率和加载方式对K。值影响

2、不大，表明砥值是土体的一个固有特征，不随外部条件的变化而变化。(b)土颗粒之间的摩擦系数越大，侧限刚度越大，土体的K值越小。(c)Jaky公式运用于PFC2D模拟中，需要对其修正。在本文中采用的修正系数值为O．72。2．在模拟循环荷载下的砂土的剪切变形时，主要考察了循环剪应力比、固结方式、应力水平对砂土变形特性的影响，研究表明：(a)循环剪应力比越大，砂土越易出现残余剪应变，应力应变关系呈非线性，剪胀也越明显，在循环过程中，体变有突变发生。(b)聪固结条件下的试样由于初始预剪应力的作用，在第一次加载时，剪应变发展迅速。在循环中，剪应变沿着预剪应力的方向单向累积的。与等压固结相比，

3、易出现剪胀现象。浙江工业大学硕士学位论文(c)砂土的应力水平越大，导致颗粒的压缩程度越高，试样表现出一定的脆性，在循环剪应力条件下，体变出现了突变。关键词：砂土K。固结循环荷载变形颗粒流模拟II浙江工业大学硕士学位论文STUDY0NDEFORMATIONOFNORMALCONSOLIDATEDSANDUNDERCYCLICLOADINGBYPARTlCLEFLOWCODEABSTRACTSandisacommonkindofgroundsoili11civilengineering．、Wmenit3analsacOmmonklndO士groundsollmclvllen2inee

4、rin2．Whenitmeetscyclicloadings，thedefonnationmaydeVelopwithcycles，whichmayhaVeabadef!f’ectonthesafIety’stabili够andutilityoftheproject．1’_’1'．1'^■●．Essentla儿y，themechanlcso士sandisdetemlinedbyitsmicrostructurechanged．Soitisnecessa巧tostudysandbehaVioranditsresponsetocyclicloadingsbothinmacroandm

5、icrorespects．ThePFC2D(2dimensionalpa而clenowcode)isappliedtoresearchonthisproblem．Theresearchworksareasbelow：1．Firstly，theKo-consolidationw2Lssimulated．Theveloci够ofloading，thewayofloading，me衔ctionpropertyofp锄iclesandtheho^zomalsti矗hessofsideconfinementwereconsideredinsimulation．Besides，theutil

6、ityoftheJaky’sformulaimoPFC2Dmodelingwerealsodiscussed．TheresultsshowedthatthemagnitudeofKoisirrelevanttoVelocit)，of10adingortothewayof10ading．HoweVer，Kowillreduceasthe衔ctionofpaniclesincrease；T11ehorizomalsti饰esshase仃ecton‰aswell．AmodificationcoefficientofO．72wassuggestedwhentheJakyfonnulais

7、usedi11toPFC2Dmodeling．2．Secondly，thecyclicloadingprocesswassimulatedwhiletherateofcyclicshe2urstress，t11ewayofconsolidationandthe1evelofstressstatewereconsidered．Theresultsareasbelow：ⅡI浙江工业大学硕士学位论文(a)Theresidualshearstrainandthedilatancyofth