马登辉 姚华彦 王新志 吕颖慧

(①南京水利科学研究院， 岩土工程研究所， 南京 210024， 中国)

(②合肥工业大学， 土木与水利工程学院， 合肥 230009， 中国)

(③中国科学院武汉岩土力学研究所， 岩土力学与工程国家重点实验室， 武汉 430071， 中国)

(④济南大学， 土木建筑学院， 济南 250022， 中国)

0 引 言

珊瑚砂是一种海洋生物(珊瑚、贝壳等)成因的特殊岩土材料，其颗粒形态、粗糙度与传统石英砂有较大的差别。颗粒形状特征影响天然砂土的强度(Altuhafi et al.，2016； 刘方成等， 2019； 赵洲等， 2019)。对福建标准砂和3D打印砂的探究结果表明，砂土颗粒的棱角变化越剧烈，则砂土的归一化剪切模量越大(罗岚等， 2018)，且砂颗粒的形状会影响试样的堆积密度(康馨等， 2020)。离散元方法相较于有限单元法，能够采用不同的颗粒构建土体的计算模型。且可通过设定颗粒的直径和形状的变化等，建立不同级配和粗糙度的砂土模型，从而探究颗粒形态、粗糙度、级配等对砂土力学性质的影响。相关的数值模拟分析结果表明砂土的粗糙度越大，试样的抗剪强度越大(崔明娟等， 2015)。砂颗粒的轮廓不规则会导致砂土的自然休止角和孔隙率增加(孔亮等， 2011)。砂颗粒的圆柱塌落的数值模拟分析结果则显示，相较于球形颗粒，长条形或正方形的颗粒可以降低颗粒的运动速度(张成功等， 2019)。此外，珊瑚砂的渗透系数随着粒径的增大而呈线性增加(Wang et al.，2017)。随着珊瑚砂棒状或片状颗粒的增加，试样的压缩模量有所变化(张斌等， 2020)，但珊瑚砂的不规则性能够提高其抵抗土体液化的能力(Rui et al.，2020)。……