单粒组密砂剪切带的直剪试验离散元数值分析

摘要：

为分析砂土的剪切力学特性,采用离散元商业软件PFC2D对单粒组密砂在直剪试验中出现的剪切带进行了数值分析.改进传统的分条带观察方式,采用矩形格分割法观察试样内部不同区域的变形特性.对离散元商业软件进行了二次开发,实现了大小主应力及其应力主方向角的可视化,分析了试样内部的应力偏转情况.同时,以纯转动率和颗粒速度等微观变量为中心,观察了试样内部颗粒的运动状态,解析了直剪试验中砂土剪切带形成的微观机制.研究表明,直剪试验中应变局部化区域集中在剪切面附近的一个条带内.通过转动场和速度场的分析可知,剪切带宽度约为10～15倍的砂土平均粒径,带内颗粒转动明显,带边缘出现大的速度和转动变化梯度.对组构和接触力分布的分析可知,剪切过程中粒间接触点和接触力的主轴方向发生了相一致的偏转,偏转后的主轴方向为60°左右.

关键词：离散元、剪切带、转动场、组构

所属期刊栏目：31

分类号：TU443(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金50679057;国家自然科学基金10972158

在线出版日期：2010-03-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：253-257,298