基于加州承载比试验的隧道弃渣颗粒接触力场形状影响因素分析

对级配碎石而言,不同的颗粒表面性质会影响颗粒接触力场形状、大小及梯度,进而改变试样所受约束力。分析加州承载比(California bearing ratio,CBR)试验过程中试样侧板及底板的受力演变,探究试样颗粒细观参数对试样颗粒接触力场及试样约束力的影响。通过对比不同刚度比、摩擦系数与黏结强度(设定其比值为1下)对试样接触力场形状的影响。结果表明:以刚度比值6为界,随法向刚度的增大,颗粒接触力场长细比先增加后减小;随摩擦系数或黏结强度增大,接触力场长细比相应减小。考虑颗粒相对运动中黏结强度比中法向及切向参数作用不同,以黏结强度比4为界,随法向黏结强度增大,其接触力场长细比先增加后减小;随切向黏结强度增大,所得接触力场长细比变化趋势则为先减小后增加。研究成果可为研究隧道弃渣制成的级配碎石颗粒细观参数与其接触力场形状间关联性提供一定参考。

甘肃中部供水黄土隧洞开挖离散元数值分析

为探究甘肃中部供水工程黄土隧洞开挖期围岩应力及位移变化问题,文章基于室内三轴试验和隧洞围岩现场监测结果,利用离散元方法建立隧洞开挖数值模型,得到洞周围岩的接触力场、速度场、接触破坏数量及系统动能的变化规律。研究结果表明:隧洞开挖初始,洞周土体颗粒间接触力显著增大,产生应力集中现象,且颗粒有向隧洞内部挤压的过程,接触剪切破坏数量和系统动能迅速增长。随着隧洞开挖后的逐步稳定,颗粒的应力和运动向隧洞上部发展,下部围岩首先趋于稳定,接触剪切破坏数量增长缓慢,系统动能不断衰减。最后,围岩应力重分布,隧洞处于新的稳定状态,围岩破坏模式主要以剪切破坏为主,不同位置处围岩位移值关系为:顶板>边墙>底板。