三維球形顆粒集宏細(xì)觀參數(shù)關(guān)聯(lián)性研究

2.2萬字 46頁(yè) 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


摘 要
顆粒流方法在處理非連續(xù)介質(zhì)力學(xué)問題上能夠方便地體現(xiàn)多相介質(zhì)的不同物理關(guān)系，從而能夠?qū)橘|(zhì)的開裂、分離等非連續(xù)現(xiàn)象有效模擬。細(xì)觀參數(shù)的正確選取是顆粒流模擬成功的關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)此做過相關(guān)的一些研究和探討，但多是基于二維方法，而工程中許多顆粒介質(zhì)多呈三維情況，其復(fù)雜性更甚于二維情況，因此基于三維方法選取顆粒的細(xì)觀參數(shù)，并真實(shí)反映顆粒材料的宏觀力學(xué)參數(shù)，獲取細(xì)觀參數(shù)與顆粒材料的宏觀力學(xué)特性的聯(lián)系在巖土工程領(lǐng)域有一定的應(yīng)用價(jià)值。本文采用三維顆粒流方法，基于顆粒平行黏結(jié)模型和摩爾庫(kù)侖準(zhǔn)則，建立了三軸試驗(yàn)數(shù)值模型。利用顆粒流法進(jìn)行大量三軸壓縮數(shù)值試驗(yàn)、調(diào)整參數(shù)等，建立了宏-細(xì)觀力學(xué)參數(shù)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并通過建立的經(jīng)驗(yàn)公式估計(jì)參數(shù)，采用一個(gè)處于蠕滑邊坡的力學(xué)狀態(tài)對(duì)建立的參數(shù)規(guī)律進(jìn)行驗(yàn)證，以其吻合程度作為PFC3D參數(shù)選取的標(biāo)準(zhǔn)。論文主要研究工作如下：
1.在PFC3D中設(shè)計(jì)一個(gè)模擬堆積體室內(nèi)三軸壓縮試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試樣，在獲取巖土體的應(yīng)力—應(yīng)變曲線后，利用優(yōu)化方法，分析模型中顆粒間的各個(gè)參數(shù)（如顆粒接觸剛度比，顆粒黏結(jié)強(qiáng)度，顆粒摩擦系數(shù)）與介質(zhì)宏觀參數(shù)的關(guān)聯(lián)性，以期建立各個(gè)參數(shù)與介質(zhì)宏觀特性間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，擬合相關(guān)參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)公式。
2.依托邊坡實(shí)例，采用所擬合的巖土體宏細(xì)觀參數(shù)關(guān)聯(lián)性理論公式，由宏觀參數(shù)反推顆粒的細(xì)觀參數(shù)，進(jìn)而建立滑坡堆積體的數(shù)值模型，研究堆積體在不同作用水頭下的變形破壞機(jī)理，對(duì)堆積體的穩(wěn)定性進(jìn)行一定程度的預(yù)測(cè)，驗(yàn)證參數(shù)擬合公式的正確性。


關(guān)鍵詞：宏細(xì)觀參數(shù)標(biāo)定 三軸壓縮試驗(yàn) 顆粒離散元 滑坡堆積體