堆石体三轴剪切试验的三维细观数值模拟

摘要：

从细观角度出发,采用随机模拟技术建立堆石体的三维随机颗粒模型,基于修正的增广Lagrangian算法的非线性接触算法模拟颗粒间的相互接触,采用损伤软化模型描述细观单元的应力应变关系,当细观单元的损伤度超过损伤阀值时删除该单元,采用Weibull概率分布描述堆石体材料物理力学性质的非均匀性.以水布垭面板堆石坝茅口组堆石为研究对象,进行其三轴剪切试验的变形体离散元细观数值模拟,采用应变控制加载,再现了堆石体的颗粒变形和运动规律.数值计算结果表明,数值模拟能够较好地反映堆石体三轴试验的变形规律,得到的轴向应变-偏应力曲线和轴向应变-体积应变曲线接近试验曲线.从能量角度分析了颗粒变形、颗粒间的摩擦、颗粒的损伤破碎、颗粒运动在加载过程中对系统的贡献.

关键词：堆石体、变形体离散元、细观力学、随机模拟、非线性接触、损伤软化模型、非均匀性

所属期刊栏目：33

分类号：TV641(水利枢纽、水工建筑物)

资助基金：国家自然科学基金50779047;U0970153;国家自然科学杰出青年基金50725931

在线出版日期：2011-08-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：746-753