豎向加筋砂土直剪試驗(yàn)的顆粒流數(shù)值分析
本文選題:直剪試驗(yàn) + 加筋; 參考:《浙江大學(xué)》2013年碩士論文
【摘要】:土工袋裝砂石樁復(fù)合地基是一種新型的地基處理技術(shù),目前關(guān)于該復(fù)合地基的剪切特性的研究很少。開(kāi)展土工袋裝砂石樁復(fù)合地基抗剪特性的研究,關(guān)鍵之一在于袋體與土體界面的剪切特性的研究,即豎向加筋土體剪切特性的研究。本文利用顆粒流軟件PFC2D,從顆粒層面上對(duì)豎向加筋土體的直剪試驗(yàn)進(jìn)行分析,揭示了其微觀現(xiàn)象及機(jī)理,本文主要工作和研究成果如下: (1)利用顆粒流理論對(duì)直剪試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了顆粒級(jí)配、孔隙比、顆粒接觸剛度、顆粒摩擦系數(shù)和顆粒形狀等細(xì)觀參數(shù)的變化對(duì)宏觀抗剪強(qiáng)度的影響。 (2)對(duì)顆粒間摩擦系數(shù)取值為0.2~10,研究直剪試驗(yàn)中材料峰值內(nèi)摩擦角和顆粒摩擦系數(shù)之間的關(guān)系,并對(duì)直剪試驗(yàn)中顆粒轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行討論,研究了其中的顆;瑒(dòng)和滾動(dòng)破壞機(jī)理;討論了直剪試驗(yàn)中顆粒尺寸效應(yīng);針對(duì)顆粒流中用圓形顆粒模擬實(shí)際不規(guī)則砂土的固有缺陷,提出了提高應(yīng)力比的措施;對(duì)直剪試驗(yàn)中的臨界加載速率進(jìn)行了討論。 (3)對(duì)豎向加筋的直剪試驗(yàn)進(jìn)行了顆粒流模擬,宏觀上,分析了加筋層數(shù)、密實(shí)度、筋材拉伸模量和筋材表觀摩擦系數(shù)對(duì)剪應(yīng)力—位移曲線的影響。微觀上,從顆粒接觸狀態(tài)、顆粒分布狀態(tài)、顆粒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和主應(yīng)力偏轉(zhuǎn)等方面對(duì)剪切過(guò)程中的微觀力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析,并從宏觀和微觀上比較討論了加筋的影響。 本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于利用顆粒流程序PFC~(2D)對(duì)砂土直剪試驗(yàn)?zāi)P瓦M(jìn)行了離散元分析,并對(duì)豎向加一層筋和加兩層筋的情況進(jìn)行數(shù)值研究,著重從顆粒層面上對(duì)加筋砂土剪切過(guò)程中的微觀變化進(jìn)行了細(xì)觀機(jī)理分析。
[Abstract]:This paper studies the shear characteristics of soil - bagged sand - stone pile composite foundation , which is based on the study of shear characteristics of the soil interface . The key of this paper is to study the shear behavior of the soil interface , which is the study of shear behavior of the vertical stiffened soil .
( 1 ) The effects of particle size distribution , pore ratio , particle contact stiffness , particle friction coefficient and particle shape on the macroscopic shear strength were analyzed by using particle flow theory .
( 2 ) The relationship between the internal friction angle and the particle friction coefficient of the material in the direct shear test is studied . The particle sliding and rolling damage mechanism are studied in the direct shear test .
The particle size effect in direct shear test is discussed .
In order to simulate the inherent defects of the actual irregular sand by using circular particles in the particle flow , the measures to improve the stress ratio are put forward .
The critical loading rate in direct shear test is discussed .
( 3 ) The influence of reinforcement layer number , density , tensile modulus of rib and apparent friction coefficient on shear stress - displacement curve are analyzed . The micro - mechanical properties of shear process are analyzed from the aspects of particle contact state , particle distribution state , particle motion state and principal stress deflection , and the influence of reinforcement is discussed from the macroscopic and microscopic aspects .
In this paper , the discrete element analysis of the sand - soil direct shear test model is carried out by using the particle flow program PFC ~ ( 2D ) , and the numerical research is carried out on the case of vertical reinforcement and two - layer reinforcement , and the microscopic changes in the shearing process of the reinforced sandy soil are analyzed in detail from the particle level .
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號(hào)】:TU411.7
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):1856062
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