基于尺寸效应的粗粒土单颗粒破碎试验及数值模拟

摘要：

在外荷载等因素作用下,粗粒土易发生颗粒破碎.对泥岩和砂岩颗粒进行了一系列的单颗粒破碎试验,基于尺寸效应和颗粒破碎分形模型,研究了单颗粒破碎强度、破碎能量及Wibull模量等与分形维数间的关系.利用PFC3D对单颗粒破碎过程进行分析,并与试验数据对比,验证了数值程序的可靠性;随后扩展到大颗粒粒径,分析了其单破碎强度及破碎能量.结果 表明:在同类试验条件下,不同材料所得的分形维数是不同的;不同粒径砂岩的破碎程度均大于泥岩;单颗粒破碎强度具有明显的尺寸效应;单颗粒破碎强度与破碎能量均可通过分形维数与颗粒粒径预测得出;修正后的Weibull模量也可通过分形维数得出;数值模拟结果与试验结果及预测结果基本一致;大颗粒粒径单颗粒破碎强度模拟结果与预测结果基本一致,破碎能量稍有差异,需进一步试验验证.研究成果可为获取大粒径粗粒土的单颗粒强度与变形特性提供参考.

关键词：尺寸效应、分形维数、单颗粒破碎强度、破碎能量、Weibull分布、数值模拟

所属期刊栏目：41

分类号：TU411(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目;中央高校基本科研业务费;国家重点实验室开放基金

在线出版日期：2020-11-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2953-2962