脆性土石混合体单轴压缩特性的影响因素研究

来源：计算力学学报杂志2018年第3期北京时间：

作者：冯春,李志刚,李世海

单位：中国科学院 力学研究所, 北京 100190,中国科学院 流固耦合系统力学重点实验室, 北京 100190,中国科学院 力学研究所, 北京 100190,中国科学院 流固耦合系统力学重点实验室, 北京 100190,北京市路政局道路建设工程项目管理中心, 北京 100031,中国科学院 力学研究所, 北京 100190,中国科学院 流固耦合系统力学重点实验室, 北京 100190

摘要：土石混合体在我国分布广泛且力学性质差异极大，研究其单轴压缩特性的影响因素至关重要。借助量纲分析，阐明了土石混合体单轴压缩特性与各影响因素间的无量纲关系。提出了一种块石随机生成技术，可产生指定级配的随机块石系统。借助连续-非连续数值模拟方法CDEM（Continuum Discontinuum Element Method），探讨了具有一定结构性的脆性土石混合体材料的宏观力学特性及其影响规律，并重点分析了该类土石混合体的含石量、土石交界面强度与其宏观本构曲线、单轴抗压强度以及破坏模式的对应关系。研究结果表明，随着含石量的增加，脆性土石混合体的宏观单轴抗压强度迅速减小，含石量超过15%之后，单轴抗压强度基本不变。相同含石量及块石分布的情况下，随着交界面比强度的增大，宏观单轴抗压强度逐渐增大；当交界面比强度大于20时，单轴抗压强度基本不变；当交界面比强度小于1时，主要出现贯穿整个试样的裂缝；当交界面比强度大于1时，主要在试样中上部出现局部的压剪破碎。

关键词：土石混合体,单轴抗压强度,含石量,交界面强度,破坏模式,

基金资助：国家自然科学基金青年基金（11302230，11302229）资助项目.