堆积碎石土离散元细观参数—宏观力学参数相关性研究

《堆积碎石土离散元细观参数—宏观力学参数相关性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码10530学号201230131812分类号TU452密级公开硕士学位论文堆积碎石土离散元细观参数-宏观力学参数相关性研究学位申请人胡军霞指导教师马石城教授学院名称土木工程与力学学院学科专业结构工程研究方向结构工程二〇一五年五月湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研巧所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声

2、明的法律后果由本人承担。作者签名１：吉月章霞日期；茲妊６月２日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：古导單霞曰期：訓掉６月三曰导师签曰期；如鮮６月２曰ThestudyofAccumulation

3、ofgravelsoilelementmesoscopicparameters-macroscopicmechanicalparameterscorrelationCandidateHuJun-xiaSupervisorProf.Mashi-chengCollegeCivilEngineeringandMechanicsCollegeProgramStructuralEngineeringSpecializationStructuralEngineeringDegreeMasterUniversityXiangTanUn

4、iversityDateMay2015湘潭大学工学硕士学位论文摘要堆积碎石土是土石混合体的一种，由强度较高的碎石和强度较低的土体，经复杂成因形成的土与块石的二重介质混合体。由堆积碎石土组成的坡体和滑坡广泛存在于我国各地（尤其是南方地区），容易引起工程滑坡或坍塌，带来巨大的经济损失和人员伤亡。国内外学者对土石混合体力学特性和变形机制的研究越来越多，早期以室内试验或室外原位试验研究手段为主。随着离散元软件的出现，为土石混合体不连续介质的数值模拟提供了可靠的平台，并且数值模拟试验花费相对较低，精确性又能够得到保证，越来越受到研

5、究学者的青睐。但是，在运用离散元软件进行数值模拟之前必须找到反映材料宏观特性的细观参数。由于细观参数与材料自身的宏观力学参数间存在诸多难以控制因素，并且这些因素之间非线性极为显著，获得两者之间关系极其不容易，则细观参数标定一般采用试凑法获得，并且此过程需耗费大量的时间和精力。为此，本文以昭山地区的堆积碎石土室内试验为基础，运用PFC3D离散元软件生成含有不同形状碎石块的1:1堆积碎石土数值模型，通过标定得到相应地细观参数（相对误差控制在10%以内）。改变细观参数，定量探讨其和宏观力学参数（粘聚力和内摩擦角）之间的关系，得

6、到细观参数与宏观力学参数间的的细-宏观参数关系式，并对其可靠性进行了验证。主要结论如下：（1）粘聚力与接触粘结力、颗粒摩擦系数关系为线性正相关；同时受粘结力比值M=c/c的影响，当M＜1时，粘聚力随着M的增加而线性增加；M≥4时，粘聚力基本保持不变；（2）内摩擦角与颗粒摩擦系数呈对数关系，与接触粘结力呈抛物线关系；（3）得到了细观参数-宏观力学参数的联合关系式，通过了可靠性验证。细观参数-宏观力学参数关系式是在含水率为7%的室内试验结果基础上得出的，将关系式运用到含水率为9%、11%和13%的室内试验结果进行标定验证

7、：依据含水率为9%和11%、13%室内试验得到的c、值，运用细-宏观参数关系式计算得到细观参数，经验证其数值-室内试验结果相对误差在10%以内，说明通过细-宏观力学关系式得到的细观参数符合精度要求，关系式可靠。为后续土石混合体数值试验研究进行细观参数标定工作提供了参考依据。3D关键词：堆积碎石土；细观参数；粘聚力；内摩擦角；PFCI堆积碎石土离散元细观参数-宏观力学参数相关性研究AbstractAccumulationofgravelsoilisakindofsoil-rock-mixture,asatypicalbi

8、narymedium,it’sthecomplexcausesofformationofthelowstrengthofsoilandHighstrengthofrock.Composedofaccumulationofgravelsoilslopeandlandslidesarewidelydistributedi