基于PFC方法的粗粒土三轴试验尺寸效应研究

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1、第39卷，第2期公路工程Vo1．39，No．22014年4月HighwayEngineeringApr．，2014基于PFC方法的粗粒土三轴试验尺寸效应研究王飞，徐佩华，高井望。，卢丙清(1．吉林大学建设工程学院，吉林长春130026；2．重庆市地质勘查开发局南江水文地质工程地质队，重庆401147)[摘要]粗粒土是工程建设过程中经常遇到的一类土．由于室内仪器限制．通常将其按一定条件缩尺后进行室内大三轴试验．进而推算原级配土的强度特性。缩尺后替代级配与原级配存在着缩尺条件、尺寸效应等问题。在某高速公路大三轴试验数据基础上．运用PFC2D软件，

2、将600X300mm样本经等质量替代法缩尺．比较了缩尺后不同尺寸样本的应力一应变曲线。结果表明：PFC2D可以很好的模拟三轴试验；缩尺后的样本应变模量降低，且随着样本尺寸的增大而增大，样本的抗剪强度也存在差异；等质量替代法对缩尺后样本的尺寸大小有限制；当样本颗粒级配相同时．不同尺寸样本在峰前阶段的尺寸效应不明显。[关键词]粗粒土；PFC2D；尺寸效应；大三轴试验[中图分类号]U416．03[文献标识码]A[文章编号]1674—0610(2014)02—0080—04ResearchonSizeEffectsofCoarse-grainedSo

3、ilsTriaxialTestsBasedonPFCWANGFei，XUPeihua，GAOJingwang，LUBingqing。(1．CollegeofConstructionEngineering，JilinUniversity，Changchun，Jilin130026，China；2．Nan—jiangHydrogeological&EngineeringGeologyBrigade，chongqingbureauofGeology&MineralsExplora—tion，Chongqing401147，China)[Abstra

4、ct]Coarse-grainedsoilsarethesoilsthatalwaysareencounteredintheprocessofengineer—ingconstruction．Duetoindoorinstrumentlimitations，Triaxialtestswereperformedundercertainscaleconditionsandthenthepapercalculatethestrengthpropertiesoforiginalsoilgradation．Thereareprob—lemsofsize

5、effectsandscaleconditionsbetweennaturalgradationandsubstitutegradation．Accordingtothetriaxialtestdataofsomehighway，thesampleof600X300mmwillbescaledandthepaperwillcorn—parestress—straincurvesofsamplesofdifferentsizes．Theconclusionsareasfollows：PFC2Dcansimu．1atetriaxialtestsa

6、ccurately；Strainmodulusdecreaseinthescalesamples，andincreasewiththeincreas—ingofsamplesize；Shearstrengthofsamplesarediferent；themethodofequal—weightreplacementislimitedtothesizeofthescaledsamples；whentheparticles’sizedistributionissame，differentsampleshaven’tobvioussizeeffe

7、cts．Incoarse—grainedsoilsamplepreparationprocess．[Keywords]coarse—grainedsoils；PFC2D；sizeeffects；triaxialtest械化程度大幅提升，工程质量进一步提高，在填方材0前言料、地基土的换填、大坝坝基材料填充、海岸港口的粗粒土在工程上有其天然优势，比如抗剪强度护岸材料等方面，粗粒土的广泛应用给工程建设带和承载力高、透水性好、压缩性低等优良的工程特来了巨大的优势。性。粗粒土本身是一种散体物质，颗粒与颗粒之间目前，在工程上所用的土的粒径越来越大，20不

8、存在粘结力，只存在点与点接触力。随着国家机世纪60年代以来，墨西哥、美国、日本和中国等都研[收稿日期]2013一l1—28[基金项目]地质灾害防治与地质环境保护国家