颗粒离散元模拟堆积碎石土变形的参数灵敏度分析

来源：计算力学学报杂志2015年第2期北京时间：

作者：董辉,马一跃,傅鹤林,王智超,陈铖

单位：湘潭大学 土木工程与力学学院, 湘潭 411105,湘潭大学 流变力学研究所, 湘潭 411105,湘潭大学 土木工程与力学学院, 湘潭 411105,中南大学 土木工程学院, 长沙 410075,湘潭大学 土木工程与力学学院, 湘潭 411105,湘潭大学 流变力学研究所, 湘潭 411105,湘潭大学 土木工程与力学学院, 湘潭 411105

摘要：采用颗粒离散单元方法,实现任意形状块石的模拟,基于室内试验数据标定滑坡坡体物质的堆(残、坡)积碎石土的细观参数,并考虑试样尺度效应,对影响堆积碎石土宏观变形特征的细观参数进行虚拟试验敏感度分析。研究表明,①以三轴剪切试验获得测试数据并标定颗粒离散元细观参数具有相对误差在5%以内的可靠性;②虚拟模型1(101 mm×200 mm)与模型2(300 mm×600 mm)对标定的细观参数具有尺度效应,但其相对误差控制在9%以内;③离散元颗粒间的摩擦系数与碎石土的内摩擦角、抗剪强度及残余强度为非线性正相关,摩擦系数每增加0.1,峰值主应力差平均增加118.85 kPa,残余强度平均增加90.44kPa; ④围压越大,材料的剪胀性越弱,围压在100 kPa~500 kPa时,剪胀特征值K在3~6之间变化,随着围压增加,模型破坏时的粘结力以近线性增加;⑤杨氏模量越大,碎石土的抗剪强度越大,但两者之间并不成线性关系,且不同杨氏模量对材料的残余强度没有显著影响。

关键词：滑坡,堆积碎石土,虚拟试验,细观参数,灵敏度分析,

基金资助：国家自然科学基金(51108397,51308485);湖南省自然科学基金(2015JJ2136,2015JJ6038)资助项目.