土体力学特性颗粒尺度效应的理论与试验研究

发布时间：2018-01-07 12:13

  本文关键词：土体力学特性颗粒尺度效应的理论与试验研究　出处：《岩土力学》2015年S1期 　论文类型：期刊论文

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【摘要】：土体是一种复杂的颗粒体系,其强度与变形具有显著的颗粒尺度效应。为考虑土体不同尺度土颗粒对其宏观力学特性的影响,根据土颗粒间相互作用产生的黏聚和摩擦物理效应而非纯粹几何尺寸,划分土颗粒尺度层次以构造反映土体内部材料信息和颗粒特征信息的土体胞元。基于土体不同尺度结构层次上力学响应的特征,引入微重比的概念,建立具有多尺度分层次理论框架的胞元土体理论,解释土体力学特性颗粒尺度效应的物理机制,把微细观土力学理论从定性分析推进到定量计算的水平。设计一系列饱和重塑土的三轴不固结不排水剪切试验对土体的颗粒尺度效应进行测试,并定量计算胞元土体理论的应变梯度和Qg禀尺度等微细观计算参数。试验和理论计算结果均表明,土体强度和变形的颗粒尺度效应随加强颗粒的体分比增加以及粒径减小而增强,反映出土体强度和变形显著的颗粒尺度效应;土体强度和变形尺度效应的理论预测与试验结果具有较好的一致性。
[Abstract]:Soil is a kind of complex particle system, its strength and deformation have significant particle size effect. In order to consider the influence of soil particle size on its macroscopic mechanical properties. The physical effects of agglomeration and friction due to the interaction of soil particles are not purely geometric. Soil particle scale level is divided to construct soil cell which reflects the material information and particle characteristic information of soil. Based on the characteristics of mechanical response in different scale structure, the concept of micro-weight ratio is introduced. The cellular soil theory with multi-scale hierarchical theory is established to explain the physical mechanism of particle size effect of soil mechanical properties. From qualitative analysis to quantitative calculation, a series of triaxial unconsolidated undrained shear tests of saturated remolded soil were designed to test the particle size effect of soil. The microcosmic calculation parameters such as strain gradient and Q g intrinsic scale of the cellular soil theory are calculated quantitatively. The experimental and theoretical results show that. The particle size effect of soil strength and deformation increases with the increase of volume fraction ratio and the decrease of particle size, which reflects the particle size effect of soil strength and deformation. The theoretical prediction of soil strength and deformation scale effect is in good agreement with the experimental results.
【作者单位】： 华南理工大学土木与交通学院;华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室;
【基金】：亚热带建筑科学国家重点实验室资助项目(No.2012ZA04) 国家自然科学基金青年基金(No.51208211)
【分类号】：TU43
【正文快照】： 1引言土体是由粒径跨越多个尺寸数量级的矿物颗粒以及水和空气在一定条件下聚集而成的不均匀不连续颗粒材料[1],具有非常复杂的颗粒物质力学特性[2]。土体复杂的颗粒物质力学特性宏观上表现为不同尺度土颗粒对其强度和变形影响产生强烈的颗粒尺度效应。土体内部存在大量随土颗

【参考文献】

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