[1]沈晨鹏.粒间滚动阻力对砂土压缩特性影响的离散元模拟研究[J].水利与建筑工程学报,2021,(06):70-75.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2021.06.011]
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粒间滚动阻力对砂土压缩特性影响的离散元模拟研究()
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《水利与建筑工程学报》[ISSN:1672-1144/CN:61-1404/TV]

卷:
期数:
2021年06期
页码:
70-75
栏目:
出版日期:
2021-12-30

文章信息/Info

作者:
沈晨鹏
北京城建设计发展集团股份有限公司 轨道院第三设计所,北京 100034
关键词:
粒间滚动阻力离散元双轴压缩剪胀剪缩
分类号:
TU441+.5
DOI:
10.3969/j.issn.1672-1144.2021.06.011
摘要:
目前对砂土压缩特性的研究多集中于室内实验,现有的数值模拟研究通过圆形颗粒引入粒间 滚动阻力的方法不能准确反映不规则颗粒形状的效应,因此需要进一步研究粒间滚动阻力对砂土压缩 特性的影响。以离散元颗粒流软件 PFC2D为平台,分析粒间滚动阻力在双轴压缩过程中,对松砂、密砂 偏应力、体应变、颗粒转动、土体力链等因素的影响,可以得出粒间滚动摩擦的存在使密砂和松砂的偏应 力峰值强度和残余强度都有所提高,且滚动摩擦系数越大,偏应力峰值就越大。滚动摩擦系数对松砂、 密砂的影响规律不同,密砂呈现先剪缩后剪胀特性,且滚动摩擦系数越大,密砂剪胀和剪缩程度越大。 松砂不考虑粒间滚动时为剪缩状态,考虑滚动摩擦系数后,松砂呈现出先剪缩后剪胀的趋势。粒间滚动 阻力对土颗粒转动数量和分布均有影响,且考虑粒间滚动阻力后,土体力链粗细分布越明显。

参考文献/References:

[1] CundallPA,StrackOL.Discretenumericalmodelfor granularassemblies[J].Geotechnique,1979,29:47-65.
[2] 张小玲,王晓丽,杜修力,等.管线渗漏引发地面塌陷 的 DEM-CFD耦合数值模拟[J].水利与建筑工程学 报,2020,18(2):176-183.
[3] OdaM,KonishiJ,Nemat-NasserS.Experimentalmicro- mechanicalevaluationofstrengthofgranularmaterials: 74 水利与建筑工程学报 第 19卷effectsofparticlerolling[J].MechanicsofMaterials, 1982,1(4):269-83.
[4] 蒋明镜,贺 洁.基于颗粒抗转动模型的刚性挡墙被 动土压力临界状态离散元分析[J].岩土力学,2015, 36(10):2996-3006.
[5] 蒋明镜,李秀梅,孙渝刚,等.考虑颗粒抗转动的砂土 双轴试验离散元模拟[J].岩土力学,2009,30(S2): 514-517.
[6] 商昆麒,樊# # .基于滚动阻力模型的加筋碎石三轴 试验数值模拟研究[J].水利与建筑工程学报,2021, 19(4):41-46.
[7] 刘嘉英,马 刚,周 伟,等.抗转动特性对颗粒材料 分散性失稳的影响研究[J].岩土力学,2017,38(5): 1472-1480.
[8] 孙珊珊,苏 勇,季顺迎.颗粒滚动 -滑动转换机制及 摩擦系数的试验研究[J].岩土力学,2009,30(S1): 110-115.
[9] ZhaoSW,MatthewET,ZhouXW.Shear-inducedani- sotropyofgranularmaterialswithrollingresistanceand particleshapeeffects[J].InternationalJournalofSolids andStructures,2018,150,268-281.
[10] ZhouLL,ChuXH,XuYJ,etal.DEMinvestiga- tiononcharacteristicsofrollingresistanceformodelling particleshape[C]//EuropeanPhysicalJournalWebof Conferences.EuropeanPhysicalJournalWebofConfer- ences,2017,140:05005.
[11] YangY,ChengYM,SunQC.Theeffectsofrolling resistanceandnon-convexparticleonthemechanicsof theundrainedgranularassemblesin2D[J].Powder Technology,2017,318:528-542.
[12] 刘一鸣,杨春和,霍永胜,等.考虑转动阻抗的粗粒土 离散元模拟[J].岩土力学,2013,34(S):486-493.
[13] 王 胤,艾 军,杨 庆.考虑粒间滚动阻力的 CFD- DEM流 -固耦合数值模拟方法[J].岩土力学,2017, 38(6):1771-1780.
[14] AiJ,ChenJF,RotterJM,etal.Assessmentofroll- ingresistancemodelsindiscreteelementsimulations [J].PowderTechnology,2011,206(3):269-282.
[15] ZhangXL,WangXL,DuXL,etal.Biaxialcom- pressiontestandapplicationconsideringinterparticle rollingresistanceandparticleshapeeffects[J].SoilDy- namicsandEarthquakeEngineering,139,106394.
[16] 唐洪祥,董益峰,张 兴.滚动机制对颗粒材料剪切 带形成的影响[J].水利与建筑工程学报,2014(4): 107-111.
[17] 庄 琦.二维颗粒体系力链识别及其重构分析[D]. 青岛:青岛理工大学,2016.
[18] 王 婷,唐洪祥.砂土试样剪切带发展过程分析[J]. 水利与建筑工程学报,2016,14(4):102-106, 134. (上接第 40页)
[9] 李鹏飞,王 帆.深埋非对称小间距隧道围岩压力计 算方法[J].北京工业大学学报,2017,43(4):612-620.
[10] LiPF,WangF,FanL,etal.Analyticalscrutinyof looseningpressureondeeptwin-tunnelsinrockforma- tions[J].TunnellingandUndergroundSpaceTechnolo- gyincorporatingTrenchlessTechnologyResearch,2019, 83:373-380.
[11] 李 然,张顶立,房 倩,等.深埋 3孔小净距隧道围 岩压力计算方法及其工程应用[J].中国铁道科学, 2020,41(2):81-90.
[12] 李桂江,瞿 瑶,卢国胜,等.复杂偏压小净距隧道围 岩压力计算及参数影响性研究[J].长江科学院院 报,2020,37(12):133-138.
[13] 孙振宇,张顶立,房 倩,等.浅埋小净距公路隧道围岩 压力分布规律[J].中国公路学报,2018,31(9):84-94.
[14] TongJ.Generalformulasforcalculatingsurrounding rockpressureoftunnelsandundergroundspaces[J]. KSCEJournalofCivilEngineering,2020,24(6):1348- 1356.
[15] 公路隧道设计规范:JTGD70—2018[S].北京:人民 交通出版社,2018.
[16] 珠海市规划设计研究院.珠海兴业快线北段隧道工 程设计文件[R].珠海:珠海市规划设计研究院, 2018.

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[1]王婷,唐洪祥.砂土试样剪切带发展过程分析[J].水利与建筑工程学报,2016,(04):112.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2016.04.021]
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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期:2021-08-16 修稿日期:2021-09-20
作者简介:沈晨鹏(1996—),男,硕士,助理工程师,主要从事地下工程结构设计工作。E-mail:a845777633@163.com
更新日期/Last Update: 2021-12-30