基于数字图像相关法的砂土细观直剪试验及其颗粒流数值模拟

摘要：

砂土等天然颗粒材料具有的剪胀性、压硬性、各向异性等特殊力学性质受控于其内部的微细结构及其演化，如何利用试验与数值模拟等手段对砂土细观组构进行量化，对深入研究砂土变形机制尤为重要。基于数字图像相关方法的光学测量技术与土工试验相结合的新手段，通过对直剪仪的可视化改造，开发了能初步实现土体宏细观力学性状联合测量的“砂土变形细观瞬时光学测量系统”，并利用该系统对福建标准砂进行了室内细观直剪试验。随后进行了基于颗粒流软件 PFC2D直剪数值试验，提取室内试验还难以获得的细观信息，作为对室内试验的补充。通过对宏观力学性质和位移场、应变场、颗粒定向、速度场、颗粒配位数和接触力链等细观的室内与数值试验结果进行剖析，探讨了砂土力学性质的细观机制。

关键词：砂土、数字图像相关方法、直剪试验、颗粒流程序、宏观力学特性、细观机制

分类号：O241(计算数学)

资助基金：山东省自然科学杰出青年基金资助项目No. JQ201017；国家自然科学基金资助项目No.50979037，No.51008166。

在线出版日期：2013-10-30（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：2971-2978