基于直接生成法的土石混合体三维随机模型构建与数值仿真-岩土力学.PDF

第38 卷第4 期 岩 土 力 学 Vol.38 No. 4 2017 年4 月 Rock and Soil Mechanics Apr. 2017 DOI ：10.16285/j.rsm.2017.04.033 基于直接生成法的土石混合体三维随机模 型构建与数值仿真研究 朱泽奇，盛 谦，程红战，李建贺，卞晓曼 （中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室，湖北 武汉 430071 ） 摘 要：通过对土石粒径界限、块石分布规律与粒径分布频度的研究，基于直接生成法建立了土石混合体的三维随机模型， 形成了一套较为完整的、操作性强的三维随机模型构建方法。在此基础上，将三维随机模型构建方法与FLAC3D 随机建模方 法相结合，建立与真实土石混合体具有相同统计规律的有限差分模型，开展室内直剪数值仿真试验研究，获取了不同垂直压 力下的剪应力-位移曲线和相应的剪切带分布，探讨了土石混合体的剪切破坏特性与土石相互作用机制。剪切过程中由于土 体产生的不同程度的剪切变形以及块石在摩擦作用下发生的水平或旋转运动，导致土石混合体的剪切带表现出明显的不规则 和不连续特点，其剪应力-位移曲线具有应变硬化特点。研究表明，三维随机模型能够反映土石混合体的宏观力学性质和细 观破坏机制，可作为力学性质研究的有效载体。 关 键 词：土石混合体；直接法；随机模型；数值仿真；剪切带 中图分类号：TU 473.1 文献识别码：A 文章编号：1000－7598 (2017)04－1188－07 3D stochastic model and numerical simulation of soil-rock mixture based on direct method ZHU Ze-qi, SHENG Qian, CHENG Hong-zhan, LI Jian-he, BIAN Xiao-man （State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei 430071, China ）