非饱和重塑黄土应变控制等应力比试验三维离散元分析
2021-05-13蒋明镜李立青
水利与建筑工程学报 2021年2期
关键词:方向
李 涛,蒋明镜,李立青
(1.中国民航大学 机场学院, 天津 300300; 2.天津大学 建筑工程学院, 天津 300072)
黄土主要分布在干旱和半干旱地区,黄土工程中遇到的土体多处于非饱和状态,非饱和黄土试验和理论研究一直是岩土工程界的热门课题之一[1-3]。非饱和黄土的试验研究主要针对等向压缩、侧限压缩、常规三轴和真三轴应力路径等[4-7],但实际工程中如黄土路基和填方工程[8]可能出现小主应力和大主应力共同增加的等应力比路径[9]。在等应力比路径下,随着应力比的变化,土体可能发生压缩控制和剪切控制的转换,难以通过常见应力路径试验反映,因此,有学者通过等应力比路径研究黄土的力学性质并应用到本构模型研究[9-11]。
黄土宏观力学性质与其微观特性密不可分。为了研究黄土宏观力学特性的微观机制,不少学者开展扫描电镜观测、X射线计算机断层扫描[12]等微观试验。为了分析微观试验难以全面获取的接触方向、接触力等统计信息,Jiang等[13]采用二维离散单元法(DEM),使用简单胶结接触模型模拟黄土粒间胶结,研究了等应力比路径下黄土的力学特性。由于应力加载进行高应力比压缩试验难以反映理想塑性和软化,模拟采用完备的非饱和重塑黄土三维接触模型[14],对非饱和重塑黄土离散元试样开展了不同应力比的应变加载等吸力等应力比试验,研究了黄土数值试样的应力、变形及其对应的微观力学性质(平均配位情况、接触法向和接触力组构等)。……
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