土石混合体宏观力学性能研究的细观等效分析方法
本文选题:土石混合体 + 细观尺度 ; 参考:《工程力学》2017年10期
【摘要】:土石混合体在组成结构、力学性质和变形行为等方面显著区别于均质土体和岩石。结合土石混合体的细观结构特征,将其看作由块石和土体基质组成的两相复合材料,提出了土石混合体宏观力学特性分析的细观尺度多步等效化分析方法,继而对该分析方法中两个核心问题,即块石粒径阈值及复合材料等效化问题分别进行了研究。该方法的本质思想是:首先将较小粒径块石与土体基质进行均匀化处理,获得其各向同性的等效均匀介质;其次,将较大粒径的块石投放进等效均匀介质中,形成新的混合体,进而再次基于有限元数值方法对新混合体的力学特性及变形规律进行研究。基于该套分析方法对某土石混合体三轴加载排水试验进行了模拟与分析,发现该文方法获得的结果与试验结果吻合良好,验证了方法的有效性。
[Abstract]:The soil-rock mixture is different from homogeneous soil and rock in composition, mechanical properties and deformation behavior. Considering the microstructural characteristics of soil-rock mixture and considering it as a two-phase composite composed of massive rock and soil matrix, a meso-scale multi-step equivalent analysis method for the analysis of macroscopic mechanical properties of soil-rock mixture is proposed. Then, the two core problems in this analysis method, i.e., the threshold of block size and the equivalence of composite materials, are studied respectively. The essential idea of this method is: first, homogenize the smaller block stone and the soil matrix to obtain the isotropic homogeneous medium; secondly, the larger size block stone is put into the equivalent homogeneous medium to form a new mixture. Then the mechanical properties and deformation of the new hybrid are studied based on the finite element numerical method. The simulation and analysis of a soil-rock mixture under triaxial loading are carried out based on this method. It is found that the results obtained by this method are in good agreement with the experimental results, and the validity of the method is verified.
【作者单位】: 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金重点项目(51538001) 北京自然科学基金重点项目(8161001)
【分类号】:TU43
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本文编号:1882125
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