基于微观力学的胶结岩土材料破损规律离散元模拟

摘要：

　　采用离散元法（DEM）研究胶结岩土材料在不同加载条件下的结构破损规律。首先，基于微观力学理论，考虑胶结岩土材料颗粒间胶结特性，给出表征结构性损伤的破损参数式。该式具有微观物理意义，但不能直接用于建立宏观本构模型。其次，采用二维离散元源程序NS2D模拟等向压缩、等应力比压缩以及双轴压缩试验，分析破损参数在不同加载条件下随宏观力学变量（体积应变和剪应变）的演变规律。最后，根据模拟结果提出破损参数数学表达式，其为大主应变的函数。研究结果表明：胶结强度、应力比以及围压均在一定程度上影响了数值试样的结构破损规律。在等向压缩和等应力比压缩试验中，容易用函数式描述数值试样破损参数随体积应变或偏应变的演变规律；而在双轴压缩条件下，由于数值试样有剪胀特性，破损参数随体积应变的演变规律则不易描述。建议的破损参数数学表达式能够较好地描述数值试样在不同加载条件下结构破损规律。

关键词：胶结岩土材料、破损、本构模型、微观理论、离散元法

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家杰出青年科学基金项目No.51025932；国家自然科学基金项目No.51179128；教育部博士点基金No.20100072110048；教育部长江学者和创新团队发展计划资助No. IRT1029。

在线出版日期：2013-07-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：2043-2050