颗粒的力学参救对其材料宏观力学性质的影响研究

发布时间：2020-06-30 22:37

【摘要】：在人工结构性土研究中,胶结材料可采用环氧树脂或者水泥等,然而其胶结强度过大,与实际胶结差异较大,选用一种合适的胶结材料很有必要。本文选用聚乙二醇,以不同比例与膨润土的混合物作为胶结材料,钢珠作为骨架颗粒材料,制成三轴试样,研究不同孔隙比、孔隙填充率和聚乙二醇含量对应力应变关系曲线的影响,对比分析了胶结量对宏观强度指标的影响,得出了以下结论:胶结试样应力应变关系表现为强软化型,这与聚乙二醇这种胶结材料的性质及其在试样中的含量有关。随着围压的增大试样的应力应变的峰值强度增大,聚乙二醇含量和孔隙比对试样的力学特性也分别有着显著的影响。孔隙填充率为70%时,内摩擦角随着聚乙二醇含量增大而先减小后增大再减小。孔隙填充率为80%时,内摩擦角随着聚乙二醇含量增大而先减小后增大。孔隙填充率为70%的试样的粘聚力小于孔隙填充率为80%的试样。岩土材料的细观力学参数对其宏观力学特性的影响是研究岩土材料力学特性发展演化机理及其演化规律的关键,基于已有的颗粒胶结试验研究成果,借助PFC3D颗粒流软件数值模拟,研究了试样破坏的细观特征以及宏观强度指标之间的关系,在应力应变关系曲线和强度指标两方面进行了对比,同时从微观角度分析了荷载作用下,不同应变时,试样的力链、速度场和位移场的演化规律。发现接触力链随着应变的增大而增粗。速度场随着应变的增大,左中部和右中部颗粒有向外运动的趋势,并且低围压下尤甚。位移场具有与速度场相似的规律。并结合参数敏感性分析,探讨了细观参数对宏观力学特性的影响,发现应力应变关系曲线的初始斜率,即弹性模量只受摩擦系数、加载速率、平行粘结法向强度和平行粘结切向强度的影响。平行粘结刚度对应力应变关系曲线的残余强度影响很小。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU528
【图文】：

西安理工大学硕士学位论文成样的关键之处在于将胶结材料均匀的分布在试样当中，按以下-1 和 2-2 参数，对各项材料进行称重。土的重量以后，在烘箱内进行烘干。度调到 100 摄氏度左右，内对聚乙二醇进行加热融化。将钢珠颗粒进行混合并搅拌。搅拌好的材料进行称重和制样，成样如图 2-2 所示。

结试样的试验研究器及试验原理用的试验仪器是应变控制式三轴仪（如图 3-1）。一般将三轴试验分为排水试验（UU），固结不排水试验（CU）和固结排水试验（CD），划时的排水状态。到本试验是以钢珠作为骨架，聚乙二醇和膨润土作为胶结材料，有着较也有良好的渗透性，为了更加符合本试验，拟采用第一种试验方案即固在固结和剪切进程中都将排水阀门开启 。试验时先用橡皮膜将试样密封，接着将封好的试样放入压力室内，然后并拧紧进水孔螺丝帽。装完试样以后进行固结剪切，如果应力应变关系坏，峰值点并不存在，15%处时轴向应变的偏应力值即破坏强度。如果为脆性破坏，存在相应的应力峰值点，应力峰值点即为破坏强度。依据度指标。

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本文编号：2735918