DEM拟合级配碎石材料大三轴试验的颗粒粗糙度效应研究.pdfVIP

JournalofEngineeringGeology 工程地质学报 1004—9665／2013／21(4)一0560．10 DEM拟合级配碎石材料大三轴试验的颗粒粗糙度效 应研 究冰 高井望① 徐佩华①② 黄润秋② 袁中凡① (①吉林大学建设工程学院 长春 130026) (②成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室 成都 610059) 摘 要 为充分利用石质弃渣，填石路堤已经成为山区高等级公路较普遍的路堤形式，为确保填石路堤的稳定性，急需开展 弃渣碎石材料性质的研究。为研究颗粒粗糙度对样本性质的影响，本文以雅泸路某隧道废弃碎石的室内大三轴试验数据为 基础，开展离散元法模拟级配碎石材料大三轴试验的颗粒粗糙度效应研究。论文详细介绍了样本颗粒形态及粗糙度的模拟 原理、级配碎石数值样本的生成过程。分析数值试验过程及结果表明：团粒形态样本可以更真实地模拟碎石材料的骨架一孔 隙结构，样本加载前有着合理、均匀的接触力分布形式；团粒间的镶嵌结构可以极大的提高样本强度，变形过程中体现出不规 则颗粒间的咬合、滑动特征；样本强度与颗粒粗糙度 (即D 值)有着线性正比关系；样本初始平均接触数是决定样本内摩擦 角的决定性因素；团粒形态样本平均接触数随轴向变形发展的变化规律再现了颗粒材料弹性变形的微观力学机制。 关键词 级配碎石 大三轴试验 颗粒形态 粗糙度 中图分类号：TU411 文献标识码：A RESEARCH oN THE GRAIN RoUGHNESSEFFECT W ITH DEM To FIT THE GRADED GRAVEL MATER工 L’SPRoPERTIESUNDER THE LARGE SCALE TRIAXIAL TEST GAOJingwang① XU Peihua①② HUANGRunqiu② YUANZhongfan① ((~)ConstructionEngineeringCollege，JilinUniversity，Changchun 130026) (@StateKeyLaboratoryofGeohazardPreventionandGeoenvironmentProtection，ChengduUniversityofTechnology，Chengdu 610059) Abstract Inordertomakefulluseofthewasteslagandstone，therock—filledembankmenthastakenonekindof idealembankmentform inhighwayinmountainarea．Toensurethestability，itisurgenttostudythismateria1． Thispaperstudiestheeffectofgraincompositionandroughnesstothespecimenproperty．Itisbasedonthelarge scaletfiaxialtestwiththesamplesfrom Ya-Luhighway．ItexaminesthegrainroughnesseffectwithDEM tofitthe propertiesofgradedgravelmaterialunderthelargescaletriaxialtest．Thepaperintroducestheprincipleofthefit— tingofthesamplegrainshapeandroughnessandpresentsthegenerationprocessofthegradedgravelrockwithnu— mericalsamplesindetails．Accordingtothenumericalprocessandresults，thesampleswithclumpscansimulate theSkeleton-porestructureofthegravelrealistically．ThedistributionofthecontactforceisveryreasonableandU一 收稿 日期：2013一O1-08；收到修改稿 日期：2013—04—20． 基金项 目：地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金项 目资助 (GZ2009-21) 第一作者简介：高井望，主要从事岩土体工程方向研究．Email：gjw一123@163．tom 21(4) 高井望等：DEM拟合级配碎石材料k．S-轴试验的颗粒粗糙度效应研究 niofrm beforeloadin