李 灿 邱红胜 张志华

(武汉理工大学交通学院 武汉 430063)



基于PFC3D的粗粒土三轴试验细观参数敏感性分析*

李 灿 邱红胜 张志华

(武汉理工大学交通学院 武汉 430063)

以PFC3D为工具，以室内三轴固结排水试验作为基础，以加权平均数颗粒生成法建模.选择孔隙度、配位数、kn/ks、颗粒粒径分布、剪切速率和摩擦系数等细观参数作为研究内容，以应力应变强度曲线为力学分析方法，以颗粒转动速度场为变形分析手段，将各细观参数对粗粒强度的敏感性进行排序，对粗粒土剪切破坏的影响程度进行总结分析.研究表明，各细观参数对粗粒土强度及变形都有一定的影响，其中kn/ks对粗粒土强度及变形影响最大，孔隙度和配位数的影响最小.

PFC3D；细观参数；颗粒转动速度场

0 引 言

目前，试验及测试技术都无法获取其细观力学参数，无法很好揭示粗粒土宏观力学特性的内在作用机制.PFC作为离散元方法的一种，是细观分析的主要手段之一[1]，近年来在岩土工程领域得到了初步运用[2].粗粒土作为国内外岩土工程中主要的应用材料，运用PFC研究其宏细观力学特性的重要性是显而易见的.在数值模拟研究中发现，细观参数值的调整和标定是拟合试验结果成功的关键步骤.因此，在对粗粒土进行颗粒流数值模拟过程中，得出各细观参数对粗粒土强度及破坏变形影响的敏感性排序具有重要意义.

国内外研究学者运用PFC对粗粒土细观参数的研究很多，黄彦华等[3]分析围压以及岩桥倾角对断续双裂隙红砂岩强度破坏特征的影响规律，揭示断续双裂隙红砂岩在不同围压作用下裂纹扩展的细观力学响应机制；……