基于抗转模型的颗粒材料宏-细观关系研究

作     者：王一伟 刘润 孙若晗 许泽伟 WANG Yi-wei;LIU Run;SUN Ruo-han;XU Ze-wei

作者机构：天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2022年第43卷第4期

页      面：945-956,968页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金青年基金项目(No.51825904)。 

主　　题：密实砂土 离散元模拟 抗转模型 宏-细观参数 剪切带 剪胀角 

摘      要：接触模型的宏-细观参数标定是成功使用离散元方法的关键。在离散元的接触模型中线性接触模型与抗转线性接触模型均可用于模拟砂性土的力学行为,其中抗转线性接触模型在模拟密砂的剪胀性方面具备优势。采用抗转线性接触模型对室内密实砂土三轴试验进行了离散元模拟,验证了抗转线性接触模型的可靠性;进而系统分析了颗粒间摩擦系数、刚度比和抗转动系数等细观参数与砂土峰值内摩擦角、残余内摩擦角、峰值剪胀角等宏观参数的相关关系并进行了验证;揭示了偏应力作用下,细观参数对密实砂土试样内部剪切带宽度与倾角变化的影响规律,提出了考虑剪胀角的剪切带倾角经验公式。通过研究建立了抗转线性接触模型宏-细观参数的量化关系并给出了标定参数的具体流程图,提出了快速标定宏观参数的方法并应用实例进行了验证,为采用抗转线性接触模型精准模拟密实砂土的力学特性提供依据。