直剪和双轴离散元数值试验中剪切带宽度的孔隙率场测量技术

作     者：刘宗祺 陈曦 崔柳生 唐建彬 

作者机构：北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室 

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

年 卷 期：2024年第45卷第S1期

页      面：742-750页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(No.52178309)~~ 

主　　题：离散元方法 剪切带 测量圆 孔隙率 测量技术 

摘      要：离散单元法（discrete element method,DEM）数值仿真中，孔隙率场已用于观测剪切带宽度，观测剪切带宽度有助于理解剪切带宽度与颗粒特性的关系。孔隙率场可由测量圆测得，但测量圆半径通常按经验确定。针对测量圆半径定义缺乏理论和数值研究等问题，开展了孔隙率测量精度与测量圆半径关系的研究。提出基于孔隙率场的“1/2宽度估算法和“1/2曲率极值法，将其应用于直剪和双轴压缩试验的剪切带宽度测量，并将测量结果与转角法和网格法测量结果进行了对比。DEM数值研究结果表明：提出的方法能够用于量测直剪试验和双轴压缩试验中的剪切带宽度；直剪试验中剪切带宽度随粒径增大而逐渐增大；因为试样的非对称和不均匀性，双轴压缩试验的X形剪切带中的两条剪切带宽度不相等，且剪切带随轴向加载过程逐渐变宽。