粗粒土初始结构效应对颗粒破碎的影响研究

作     者：赵天丞 魏玉峰 薛元 查浩 胡舒寒 潘远阳 ZHAO Tiancheng;WEI Yufeng;XUE Yuan;ZHA Hao;HU Shuhan;PAN Yuanyang

作者机构：地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学)成都610059 中铁二院工程集团有限责任公司成都610031 

出 版 物：《成都理工大学学报（自然科学版）》 (Journal of Chengdu University of Technology: Science & Technology Edition)

年 卷 期：2024年第51卷第3期

页      面：489-499,512页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42072303) 

主　　题：初始结构 颗粒破碎 粗粒土 量化指标 可视化直剪试验 

摘      要：为研究粗粒土的初始结构综合特征对其颗粒破碎程度的影响,采用一种改进的直剪试验,获得不同初始结构条件下粗粒土剪切破坏参数,结合图像识别技术,获取直剪过程中粗粒土的结构特征。通过主成分分析法,建立了初始结构综合参数Y 0,以此对不同初始结构粗粒土的结构特征进行定量描述。最终,构建了一种离散元数值模型,该模型真实地反映了颗粒破碎过程。研究结果表明:(1)不同粒径组的颗粒自身破碎程度受其质量分数影响,且整体破碎程度主要由粗颗粒质量分数决定;(2)颗粒破碎程度随法向应力增大呈现线性变化规律,而加权裂离率B d与初始结构综合参数Y 0则呈指数函数关系;(3)在相同法向应力条件下,当颗粒特征强度越大时,不同初始结构间颗粒破碎差异越小,并根据颗粒特征强度σc与加权裂离率B d曲线建立了二者的函数关系式;(4)结合试验结果,最终构建了考虑初始结构效应的粗粒土破碎程度预测模型,并通过相关文献验证了该模型的适用性。