陇西黄土三轴剪切过程微观变化研究.pdf

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1、第34卷第11期岩土力学V_01．34NO．112013年11月RockandSoilMechanicsNOV．2O13文章编号l1000-7598(2013)11-3299-07陇西黄土三轴剪切过程微观变化研究李识博，王常明，马建全2，王钢城(1．吉林大学建设工程学院，长春130026；2．西安科技大学地质与环境学院，西安710054)摘要：为了解黄土三轴剪切过程中的微观变化，采用PFC。建立黄土三轴试验模型，模拟围压分别为0、50、150、300kPa的三轴剪切试验，并与室内试验进行对比分析。

2、分析结果表明：PFC如能够较好地模拟出不同围压下从开始到破坏到残余变形整个过程中应力一应变的变化规律，且位移场及接触应力场的变化规律与室内三轴试验宏观现象较一致；发现弹性模量、泊松比及峰值强度与数值模型中微观参数有着密切的联系，如法向刚度控制试样宏观弹性模量，值控制泊松比，摩擦系数控制峰值强度；通过体应变一轴向应变曲线发现，随着围压的增加应变能增大，试样呈现出由体积膨胀到体积减缩的变化规律。其研究结果为进一步探究黄土的应力一应变性状及抗剪强度特性提供参考。关键词：黄土；三轴试验；颗粒流；微观变形中

3、图分类号：TU411文献标识码：AMicroscopicchangesofLongxiloessduringtriaxialshearprocessLIShi—bo，WANGChang—ming，MAJian．quan，WANGGang—cheng(1．CollegeofConstructionEngineering，JilinUniversity,Changchun130026，China；2．CollegeofGeologyandEnvironment，Xi’anUniversityofSci

4、enceandTechnology,Xi’an710054，China)Abstract：Inordertoresearchmicroscopicchangesofloessduringtriaxialshearprocess，theloesstriaxialtestmodelisestablishedwithPFCm(particleflowcodein3dimensions)software．Andthetriaxialsheartestsaresimulatedunderdiferentco

5、nfiningpressuresof0kPa，50kPa，150kPaand300kPa．Comparedwiththeresultsoflaboratorytriaxialsheartests，themicroscopicchangesofparticlesfromthebeginningthentothepeakandatlasttotheresidualdeformationofthestress—straincurvearesimulatedbyPFC如．Andthevariationso

6、fdisplacementfieldandcontactstressfieldaremoreconsistentwiththemacroscopicphenomenaoflaboratorytriaxialtests．Theresearchesindicatethatsomecloselylinksareexistedbetweenthemacroscopicparameters(elasticmodulus，Poisson’Sratio，peakstrength)oflaboratorymode

7、landmicroscopicparameters(normalstifness，shearstifness，frictioncoeficient)ofnumericalmode1．Forexample．theelasticmodulusiScontrolledbythenormalstiffness；thePoisson’SratioiScontrolledbytheratioofnormalstiffnessandshearstifness；thefrictioncoeficientimpac

8、tsonthepeakstrengthofstress-straincurve．Withtheincreaseofconfiningpressure，strainenergyincreasesandvolumechangesinexpansion—to-reductiontrend．TheresearchresultCanprovidesomereferencesforfurtherstudyofstress—strainbehaviorandshearstrengthcharac